Близнецовый метод дает возможность определить. Методы в генетике человека. Близнецовый метод

Исследование генетических закономерностей на близнецах. Монозиготными близнецами называют индивидов, выросших из одной зиготы, т. е. обладающих идентичными генотипами. Дизиготные близнецы развиваются вследствие оплодотворения двух яйцеклеток, имеющих с генетической точки зрения, 50 % общих генов, т. е. сходные как братья и сестры. При близнецовом методе исследования проводят сопоставление монозиготных близнецов с дизиготными, а также монозиготных близнецов. При диагностике близнецовости используют метод сходства (сопоставление по внешним морфологическим признакам — пигментация кожи, волос, форма носа, губ, ушных раковин и т. д.), а также анализируют некоторые моногенные признаки — эритро- и лейкоцитарные антигены, группа белков крови, группы крови и т. д. Какой-либо качественный признак (заболевание) может встречаться у обоих близнецов (конкордантность) или у одного из них (дискордантность). Сопоставление степени парной конкордантности у моно- и дизиготных близнецов дает приблизительный ответ на вопрос о соотношении роли наследственности и среды в развитии заболевания. Если доминирующую роль в возникновении заболевания играет наследственность, то конкордантность у монозиготных близнецов выше, чем у дизиготных. Если в развитии болезни определенную роль играют негененетические факторы, то один из монозиготных близнецов может быть больным, другой здоровым. Следует все же учитывать, что определение роли среды и наследственности с помощью близнецового метода в формировании того или иного заболевания является сложным вопросом и требует более детального рассмотрения. Поэтому здесь следует упомянуть о недостатках близнецового метода, имеющих много биологических и социальных причин.

: в этом случае используется такая схема эксперимента, при которой выраженность исследуемого признака сопоставляется в парах и близнецов и оценивается уровень внутрипарного сходства партнеров.

Метод контрольного близнеца : этот метод используется на выборках МЗ близнецов. Так как МЗ близнецы весьма сходны по многим признакам, то из партнеров МЗ пар можно составить две выборки, уравненные по большому числу параметров. Такие выборки используют для исследования влияния конкретных средовых воздействий на изменчивость признака. При этом отобранная часть близнецов (по одному из каждой пары) подвергается специфическому воздействию, другая же часть является контрольной группой. Поскольку в эксперименте участвуют генетически идентичные люди, то этот способ можно считать моделью для изучения воздействия различных средовых факторов на одного и того же человека.

Лонгитюдное близнецовое исследование : в этом случае проводится длительное наблюдение одних и тех же близнецовых пар. Фактически это сочетание классического близнецового метода с лонгитюдным. Широко используется для изучения влияния средовых и генетических факторов в развитии.

Метод близнецовых семей: я вляется сочетанием семейного и близнецового метода. При этом исследуются члены семей взрослых близнецовых пар. Дети МЗ близнецов по генетической конституции являются как бы детьми одного человека. Метод широко используется при изучении наследственных причин ряда заболеваний.

Исследование близнецов как пары : предполагает исследование специфических близнецовых эффектов и особенностей внутрипарных отношений. Используется как вспомогательный метод для проверки справедливости гипотезы о равенстве средовых условий для партнеров МЗ и ДЗ пар.

Сопоставление близнецов с неблизнецвми .

Также вспомогательный метод, позволяющий оценить существенность разницы между близнецами и неблизнецами. Если разница между близнецами и остальными людьми не является значимой, то близнецы и остальные люди относятся к одной генеральной выборке и, следовательно, результаты бллизнецовых исследований можно распространять на всю популяцию. Так, было отмечено некоторое отставание членов близнецовых пар в развитии от одиночнорожденных. Особенно эта разница заметна в раннем возрасте. Но сопоставление результатов исследования членов близнецовых пар, чей партнер умер в раннем детстве и одиночнорожденных не выявил существенной разницы в уровне развития. То есть особенности развития близнецов обусловлены не столько трудностями эмбрионального развития, сколько с особенностями воспитания близнецов как пары (семейные трудности при рождении близнецов, замкнутость близнецов в паре и т.п.). Таким образом, близнецы несколько отличаются от всей популяции, но с возрастом эта разница заметно сглаживается и близнецы по большей части становятся сопоставимы с остальной популяцией.

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

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

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

87. Методы в генетике человека. Биохимический метод. Дерматоглифика.

В отличие от цитогенетического метода, который позволяет изучать структуру хромосом и кариотипа в норме и диагностировать наследственные болезни, связанные с изменением их числа и нарушением организации, наследственные заболевания, обусловленные генными мутациями, а также полиморфизм по нормальным первичным продуктам генов изучают с помощью биохимических методов.

Впервые эти методы стали применять для диагностики генных болезней еще в начале XX в. В последние 30 лет 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. Наиболее распространенными среди таких заболеваний являются болезни, связанные с дефектностью ферментов, структурных, транспортных или иных белков.

Дефекты структурных и циркулирующих белков выявляются при изучении их строения. Так, в 60-х гг. XX в. был завершен анализ (3-глобино-вой цепи гемоглобина, состоящей из 146 аминокислотных остатков. Установлено большое разнообразие гемоглобинов у человека, связанное с изменением структуры его пептидных цепей, что нередко является причиной развития заболеваний (см. § 4.1).

Дефекты ферментов устанавливают 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 (см. § 4.1).

Биохимическую диагностику наследственных нарушений обмена проводят в два этапа. На первом этапе отбирают предположительные случаи заболеваний, на втором -более точными и сложными 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, как, например, в случае фенилкетонурии.

Для определения содержания в крови, моче или амниотической жидкости промежуточных, побочных и конечных продуктов обмена кроме качественных реакций со специфическими реактивами на определенные вещества используют хроматографические методы исследования аминокислот и других соединений.

Близнецами называют одновременно родившихся детей. Монозиготные (однояйцевые) близнецы развиваются из одной зиготы - оплодотворенной яйцеклетки, причем в оплодотворении яйцеклетки принимает участие только один сперматозоид.

Лекция № 22. Методы генетики человека

Обычно из зиготы развивается один зародыш. Но иногда после первого митотического деления два бластомера отделяются друг от друга и начинают самостоятельное развитие: из каждого бластомера формируется обособленный от другого зародыш, в результате чего у матери рождаются два ребенка, одинаковые по полу, генотипу и фенотипу. Имеющиеся у них очень незначительные различия обусловлены небольшими наследственными и не наследственными изменениями, которые возникают в их соматических клетках в ходе индивидуального развития.

Схема, поясняющая развитие монозиготных боизнецов.

Дизиготные (двуяйцевые) близнецы развиваются из разных зигот, когда две разные яйцеклетки одновременно выходят из яичника женщины и оплодотворяются каждая “своим” сперматозоидом.

Дизиготные близнецы вследствие комбинативной изменчивости, возникающей при гаметогенезе у родителей, отличаются друг от друга наборами конкретных хромосом и аллелей генов и, следовательно, своими генотипами и фенотипами. Родившиеся одновременно дизиготные близнецы похожи друг на друга и отличаются друг от друга в той же степени, в какой дети одних и тех же родителей, родившиеся в разные годы, во многом похожи друг на друга, и одновременно отличаются друг от друга.

Разница между ними заключается лишь в том, что дизиготные близнецы рождаются одновременно, а не с интервалом в несколько лет, как обычные сибсы – братья и сестры.

1 – сперматозоид 2 – яйцеклетка 3 – зигота 4 – бластомер.

Частота рождения близнецов

Общая частота рождения близнецов составляет в среднем 1,1 – 1,2 % от всех рождений; из них около 1/3 приходится на монозиготных близнецов, а 2/3 – на дизиготных близнецов.

Частота рождения монозиготных близнецов сходна в разных популяциях, а частота рождения дизиготных близнецов существенно различается в разных популяциях. Например, в США дизиготные близнецы среди негров рождаются чаще, чем среди белых. В Европе дизиготные близнецы рождаются с частотой 8 на 1 000 рождений.

Самая низкая частота рождения дизиготных близнецов присуща монголоидным популяциям, где она составляет 2-2,5 на 1 000 рождений
Вероятность рождения дизиготных близнецов повышается с увеличением возраста матери, а также порядкового номера рождения детей.

Идентификация монозиготных близнецов

Для идентификации монозиготных близнецов используют критерии диагностики зиготности близнецов – фенотипические признаки, обусловливаемые только генотипом.

пол,
цвет глаз и кожи,
цвета и формы волос,
формы носа, губ, рта,

Близнецовый метод антропогенетики

Понятие о монозиготных и дизиготных близнецах

Близнецовый метод является одним из важных методов генетики человека. Близнецовый метод позволяет количественно оценить вклад наследственности, то есть генотипа человека, и вклад окружающей среды в развитие изучаемого признака (болезни). При этом методе используют монозиготных и дизиготных близнецов.

Близнецами называют одновременно родившихся детей.

Монозиготные (однояйцевые) близнецы развиваются из одной зиготы - оплодотворенной яйцеклетки, причем в оплодотворении яйцеклетки принимает участие только один сперматозоид.

Имеющиеся у них очень незначительные различия обусловлены небольшими наследственными и ненаследственными изменениями, которые возникают в их соматических клетках в ходе индивидуального развития.

Схема, поясняющая развитие дизиготных боизнецов.

1 – сперматозоид 2 – яйцеклетка 3 – зигота 4 – бластомер.

Дизиготные (двуяйцевые) близнецы развиваются из разных зигот, когда две разные яйцеклетки одновременно выходят из яичника женщины и оплодотворяются каждая “своим” сперматозоидом.

Схема, поясняющая развитие дизиготных боизнецов.

1 – сперматозоид 2 – яйцеклетка 3 – зигота 4 – бластомер.

Частота рождения близнецов

Общая частота рождения близнецов составляет в среднем 1,1 – 1,2 % от всех рождений; из них около 1/3 приходится на монозиготных близнецов, а 2/3 – на дизиготных близнецов. Частота рождения монозиготных близнецов сходна в разных популяциях, а частота рождения дизиготных близнецов существенно различается в разных популяциях. Например, в США дизиготные близнецы среди негров рождаются чаще, чем среди белых. В Европе дизиготные близнецы рождаются с частотой 8 на 1 000 рождений.

Самая низкая частота рождения дизиготных близнецов присуща монголоидным популяциям, где она составляет 2-2,5 на 1 000 рождений.

Вероятность рождения дизиготных близнецов повышается с увеличением возраста матери, а также порядкового номера рождения детей. Это правило касается исключительно дизиготных близнецов. Влияние возраста матери объясняется, по-видимому, повышением с возрастом уровня фолликулостимулирующего гормона у женщин.

Фолликулостимулирующие гормон – гормон передней доли гипофиза, который стимулирует образование фолликулов в яичниках, их рост и созревание, способствует процессу выбора доминантного фолликула и образованию зрелых граафовых пузырьков.

Повышение уровня этого гормона и приводит к более частой полиовуляции.

Эту гипотезу подтверждают и факты повышенной частоты многоплодных родов у женщин, проходивших лечение от бесплодия с помощью гонадотропных гормонов.

В отношении дизиготного многоплодия имеются также факты, свидетельствующие о влиянии генетических факторов на вероятность рождения близнецов. Вероятность рождения дизиготных близнецов выше для тех женщин, родственники которых уже имели близнецов.

Возможно, основной генетически детерминированной причиной в этом случае также может быть уровень гонадотропина. В отношении монозиготных близнецов таких данных не имеется.

В связи с несколько повышенной смертностью среди близнецов, по сравнению с таковой у одиночно рожденных, доля близнецов среди населения составляет всего 0,9 %.

Столь низкая частота близнецов осложняет подбор достаточного количества пар с исследуемым признаком.

1.3.Идентификация монозиготных близнецов

Предварительным этапом близнецового метода является идентификация монозиготных близнецов, то есть подтверждение того, что они образовались из одной зиготы и имеют одинаковый генотип.

Для идентификации монозиготных близнецов используют критерии диагностики зиготности близнецов – фенотипические признаки, обусловливаемые только генотипом.

К таким признакам относятся следующие:

группы крови по разным системам (АВО, Rh, MN и др.),

цвет глаз и кожи,

цвета и формы волос,

формы носа, губ, рта,

форма и величина головы, ушных раковин, пальцев и кистей,

особенности строения зубов, цвета их эмали,

расположение веснушек, кожных сосудов,

кожные узоры на пальцах и ладонях.

Если эти признаки одинаковы у двух близнецов, то можно с уверенностью утверждать, что они являются монозиготными близнецами.

Идентификацию близнецов лучше проводить через несколько лет после рождения, так как в детском возрасте некоторые признаки недостаточно отчетливо выражены.

В акушерской практике тип близнецов определяется по количеству (одна, две) околоплодной оболочек и плацент. Кроме того, достоверным критерием монозиготности близнецов является приживляемость кусочков кожи, пересаженных от одного близнеца другому.

Классический близнецовый метод

2.1. Основные этапы классического близнецового метода

Классический близнецовый метод включает в себя следующие этапы:

подбор групп монозиготных и дизиготных близнецов

вычисление степени сходства близнецов внутри каждой из групп близнецов

вычисление доли наследственности и доли среды в развитии изучаемого признака.

Этап 1.

Подбор групп монозиготных и дизиготных близнецов.

Сначала подбирают две группы близнецов: группу монозиготных близнецов и группу дизиготных близнецов. Причем подбирают такие пары близнецов, в которых хотя бы у одного из двух близнецов имеется изучаемый признак.

Этап 2. Вычисление степени сходства близнецов внутри каждой из групп близнецов

Затем подсчитывают количество таких пар близнецов, в которых изучаемый признак встречается у обоих близнецов.

Такой подсчет делают отдельно для монозиготных и дизиготных близнецов. Для каждой группы близнецов рассчитывают величину коэффициента конкордантности (К) (сходства), которую оценивают по встречаемости (в %) изучаемого признака одновременно у обоих близнецов. Так, например, если среди 80-и пар монозиготных близнецов, в которых хотя бы один близнец имеет изучаемый признак, в 36-и парах этот признак встречается у обоих близнецов, то коэффициент конкордантности монозиготных близнецов по изучаемому признаку равен Кмб = 36/80 = 35%

Поскольку монозиготные близнецы имеют одинаковый генотип, то конкордантность их выше, чем у дизиготных близнецов.

Познакомьтесь с величинами коэффициента конкордантности по нормальным и патологическим признакам для монозиготных (МБ) и дизиготных (ДБ) близнецов.

Этап 3.

Вычисление доли наследственности и доли среды в развитии изучаемого признака.

Затем по специальным формулам рассчитывают два показателя: долю участия наследственности и долю участия внешней среды в развитии изучаемого признака.

Одной из таких формул является формула Хольцингера:

где Н – коэффициент наследуемости, доля вклада наследственности в формирование изучаемого признака

КМБ — коэффициент конкордантности монозиготных близнецов по изучаемому признаку

КДБ — коэффициент конкордантности дизиготных близнецов по изучаемому признаку

С – доля среды в формирование изучаемого признака.

Коэффициент наследуемости выражают обычно в долях единицы, выраженных десятичным числом, например, 0,76.

По величине показателя Н судят о степени участия генетических и средовых факторов в развитии изучаемого признака.

Если значение Н близко к 0, то считают, что развитие признака обусловлено только факторами внешней среды. Значение Н от 0,3 до 0,7 является показателем того, что признак развивается под влиянием факторов внешней среды при наличии генетической предрасположенности.

Значение Н от 0,7 до 1 свидетельствует о том, что развитие признака обусловлено, в основном, наследственными факторами.

2.2. Допущения и погрешности классического близнецового метода

Близнецовый метод в классическом варианте основывается на нескольких допущениях :

предполагается равенство сред для обоих близнецов как в парах монозиготных, так и в парах дизиготных близнецов;

предполагается отсутствие систематических различий между близнецами и одиночно рожденными.

В реальных условиях даже растущие вместе близнецы часто испытывают разные влияния со стороны окружающей их среды, что может искажать истинные вклады наследственности и среды в развитие признака.

Особенно это касается тех признаков, которые очень чувствительны к такого рода особенностям внешней среды. К таким признакам относятся, например, психофизиологические характеристики личности.

Существуют следующие причины разного влияния среды на развитие близнецов :

подчеркивание сходства монозиготных близнецов окружающими их людьми;

акцентирование различий дизиготных близнецов, например, по успехам в разных видах деятельности; стремление дизиготных близнецов подчеркнуть свою непохожесть;

условия развития могут уменьшать сходство близнецов как среди монозиготных пар, так и среди дизиготных пар; так, например, во время внутриутробного развития близнецы часто оказываются в неравных условиях:

различия в кровоснабжении;

неравномерногсть сдавливания плацент;

различия в подверженности родовой травме и т.п.

Различия между близнецами могут усиливаться во время постэмбрионального развития; это происходит, например, при разделении обязанностей между близнецами, при их разделении по принципу “лидер-ведомый” и т.п.

Результаты использования близнецового метода

Близнецовые исследования сыграли значительную роль при изучении генетики поведения, многих инфекционных и мультифакториальных заболеваний.

С помощью близнецового метода была показана высокая доля наследственности в формировании таких признаков как продолжительность жизни человека, развитие одаренности, чувствительность к лекарственным препаратам и т.п.

С помощью близнецового метода было выявлено значение генотипа и внешней среды в развитии многих инфекционных болезней. Так, при заболевании корью и коклюшем ведущее значение имеют инфекционные факторы, а при туберкулезной инфекции и заболевании менингитом существенное влияние оказывает генотип.

Ему подчиняется и развитие таких сложных признаков, как тип высшей нервной деятельности, особенности психики, способности и склонности. Социальная среда, наставники, тренировки и упражнения не сформируют выдающегося художника, певца, математика, спортсмена из ребенка, не имеющего соответствующих наследственных задатков.

Однако эти задатки не смогут полностью проявиться без соответствующих условий. Необходимым условием их развития является социальная среда – воспитание, обучение, опытное руководство и систематический труд.

В последние годы, несмотря на возможности близнецового метода для понимания роли наследственности и среды, он не имеет столь широкого практического применения в медицине, как ранее.

Это обусловлено появлением более точных современных методик, дающих однозначный ответ относительно генетической предрасполроженности к конкретному заболеванию.

В задачах на классический близнецовый метод обычно сообщаются численные величины коэффициентов конкордантности для моно- и дизиготных близнецов.

Подставив эти величины в формулу Хольцингера, рассчитывают численное значение доли наследственности в формировании изучаемого признака.

В ряде задач содержится косвенная информация о встречаемости изучаемого признака среди моно- и дизиготных близнецов. В этом случае необходимо предварительно вычислить значения коэффициентов конкордантности по изучаемому признаку для моно- и дизиготных близнецов.

Познакомьтесь с содержанием двух таких задач.

Примеры задач на классический близнецовый метод.

Задача 1. Конкордантность монозиготных близнецов по массе тела составляет 80%, а дизиготных близнецов – 30%.

Каковы доля наследственности и доля среды в формировании этого признака.

Задача 2. Изучены 40 пар монозиготных и 80 пар дизиготных близнецов. Во всех этих парах хотя бы у одного из близнецов имелся изучаемый признаков. При этом в 32-х парах монозиготных близнецов и в 16-и парах дизиготных близнецов этот признак имелся и у второго близнеца.

Определите коэффициент наследуемости изучаемого признака.

Решение задач на использование классического близнецового метода

Для успешного решения задач по классическому близнецовому методу необходимо

понимать сущность понятия “конкордантность” и уметь рассчитывать численное значение коэффициента конкордантности

знать формулу Хольцингера и значение используемых в ней символов

уметь производить простейшие арифметические действия.

Прочитайте условие задачи и убедитесь в том, что в условии указаны численные значения коэффициентов конкордантности для моно- и дизиготных близнецов, соответственно К мб и К дб .

Если значения коэффициентов конкордантности для моно- и дизиготных близнецов не указаны в условии задачи, то их необходимо найти, используя информацию о встречаемости изучаемого признака среди моно- и дизиготных близнецов.

Напишите формулу Хольцингера для определения коэффициента наследуемости изучаемого признака.

Подставив численные значения коэффициента конкордантности для моно- и дизиготных близнецов, найдите численное значение коэффициента наследуемости Н .

Если требуется найти степень участи среды (С) в формировании изучаемого признака, сделайте это, используя соответствующую формулу.

Образцы решения задач по близнецовому методу .

Задача 3. Конкордантность монозиготных близнецов по шизофрении составляет 67%, а дизиготных близнецов – 12,1%. Каковы доля наследственности и доля среды в развитии шизофрении.

Решение.

1. В условии задачи сказано о численных значениях коэффициента конкондартности для моно- и дизиготных близнецов.

Запишем эти численные значения в “Дано”.

Дано: Кмб = 67% ; Кдб = 12,1%.

2. Теперь напишем формулу Хольцингера, позволяющую определить долю наследственности (Н) в развитии изучаемого признака, и формулу для расчета доли среды (С) в формировании изучаемого признака.

Н = (Кмб – Кдб)/(100 – Кдб); С = 1 — Н

Подставим в формулу Хольцингера численные значения коэффициента конкондартности для моно- и дизиготных близнецов и выполним соответствующие вычисления.

Н = (67 – 12,1)/(100 – 12,1) = 54,9/87,9 = 0,645

4. Подставим в формулу для определения доли среды в формировании шизофрении найденное численное значение коэффициента наследуемости и выполним соответствующие вычисления.

С = 1 – Н = 1 – 0,645 = 0,355

Мы вычислили долю наследственности и долю среды в формировании шизофрении.

Расчеты показали, что в развитии этой патологии существенное значение имеет наследственные факторы. Напишем ответ.

Ответ: доля наследственности в развитии шизофрении равна 0,645; доля среды в развитии этого патологического признака равна 0,355.

Задача 4. В одной из популяций изучали наследуемость бронхиальной астмы. Были изучены 46 пар монозиготных и 120 пар дизиготных близнецов. Во всех этих парах хотя бы один из близнецов страдал бронхиальной астмой. При этом в 23-х парах монозиготных близнецов и в 6-и парах дизиготных близнецов второй близнец тоже страдал бронхиальной астмой.

Близнецовый метод изучения генетики человека

Определите коэффициент наследуемости бронхиальной астмы.

Решение.

Для того, чтобы мы могли воспользоваться формулой Хольцингера, нам необходимо вычислить коэффициенты конкордантности по бронхиальной астме а) для монозиготных близнецов и б) для дизиготных близнецов.

Сначала вычислим коэффициент конкордантности по бронхиальной астме для монозиготных близнецов.

Кмб = 23/46 = 0,5 = 50%

2. Затем рассчитаем коэффициент конкордантности по бронхиальной астме для дизиготных близнецов.

Кдб = 6/120 = 0,05 = 5%

4. Напишем формулу Хольцингера, позволяющую оценить степень участия наследственности в формировании бронхиальной астмы.

Н = (К мб – К дб )/(100 – К дб )

Теперь, подставив ранее найденные численные значения коэффициентов конкордантности, вычислим коэффициент наследуемости бронхиальной астмы.

Н = (50 – 5)/(100 – 5) = 45/95 = 0,47

6. Решив задачу, напишем ответ.

Ответ. Коэффициент наследуемости бронхиальной астмы равен 0,47. Это значит, что на развитие этого заболевания существенное влияние оказывает генотип человека.

Генетика человека (антропогенетика)

Документ

Генетика человека – это особый раздел генетики, который изучает особенности наследования признаков у человека, наследственные заболевания (медицинская генетика), генетическую структуру популяций человека.
Становление генетики человека в СССР в первой половине ХХ в.: Теоретические и социокультурные аспекты

Документ

в 11:00 часов на заседании диссертационного совета Д 002.051.02 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Учреждении Российской академии наук Институте истории естествознания и техники им.
Классические законы г.
Менделя 42

Закон

Первый на русском языке учебник по психогенетике для студентов университетов и пединститутов. В доступной и систематизированной форме излагаются необходимые базовые сведения по общей генетике, эмпиричес-ким и математическим методам
Е. Л. Григоренко психогенетика под редакцией И. В. Равич-Щербо Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации в качестве учебник

Учебник

ISBN 5-75 7-0 3 — Первый на русском языке учебник по психогенетике для студентов университетов и пединститутов.

В доступной и систематизированной фор- ме излагаются необходимые базовые сведения по общей генетике, эмпи- рическим и
Федеральная программа книгоиздания России Рецензенты: канд психол наук С. А. Исайчев, доктор биол наук И. И. Полетаева Равич-Щербо И. В. и др. Р12

Программа

Первый на русском языке учебник по психогенетике для студентов университетов и пединститутов. В доступной и систематизированной фор-ме излагаются необходимые базовые сведения по общей генетике, эмпи-рическим и математическим методам

Другие похожие документы..

В природе у большинства млекопитающих обычно появляется более одного детеныша в помете, так как зачастую оплодотворяется сразу несколько яйцеклеток. С другой стороны у высших приматов[источник не указан 374 дня ] и человека обычно рождаются только один детеныш.

Если же оплодотворяется не одна, а две или более яйцеклеток, то на свет появляются дизиготные близнецы (ДЗ). По своей генетической конституции дизиготы не отличаются от обычных братьев и сестер, но они имеют 50% общих генов.

В ряде случаев многоплодная беременность приводит к рождению монозиготных близнецов (МЗ). Монозиготы развиваются из одной зиготы, которая на определенной стадии делится на два самостоятельных организма. Монозиготы всегда одного пола и имеют 100% общих генов. МЗ близнецы получают абсолютно одинаковый набор генов, в следствие чего организмы приобретают практически идентичную внешность.

Близнецовый метод

Разнополые близнецы всегда дизиготные, и они рождаются примерно в два раза чаще, чем МЗ близнецы. Общее количество близнецов во всем мире на 2008 год составило примерно 80 миллионов.

Концепция близнецового метода

Основы метода были заложены Г. Сименсом в 1924 году. Окончательный вариант близнецового метода предложил Гальтон.

Он разработал метод диагностики зиготности и предложил исследовать не только МЗ пары, но и ДЗ как контрольные. В классическом варианте близнецовый метод предполагает равенство сред для обеих пар МЗ и ДЗ близнецов и пренебрегает разницей МЗ и ДЗ близнецов.

Разновидности близнецового метода

Классический близнецовый метод - оценивается уровень внутрипарного сходства близнецов.
Метод контрольного близнеца - сравнивается влияние воздействия различных факторов среды на одного и того же человека.
Лонгитюдное близнецовое исследование.
Метод близнецовых семей - изучается влияние материнского эффекта, а также наследственные причины ряда заболеваний.
Исследование одиночных близнецов - сопоставляются особенности развития одиночнорожденных детей и близнеца, чей партнер умер при рождении (пленительное развитие).
Сопоставление близнецов с неблизнецами.
Метод разлученных близнецов - сравнивается внутрипарное сходство близнецов, разлученных в раннем возрасте и никогда не встречавшихся после.
Метод частично разлученных близнецов - сравнивается внутрипарное сходство МЗ и ДЗ близнецов, живущих врозь какое-то время.

См.

Примечания

Ссылки

Литература

Егорова М. С., Зырянова Н. М., Паршикова О. В., Пьянкова С. Д., Черткова Ю. Д. Генотип. Среда. Развитие: монография. - М.:ОГИ, 2004.
Ф.Фогель, А.Мотульски. Генетика человека. Проблемы и подходы. - М: МИР, 1989. - Т. 1. - С. 288.

ПОПУЛЯЦИОННО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД

Метод находит широкое применение в клинической генетике, т.к. внутрисемейный анализ заболеваемости неотделим от изучения наследственной патологии как в станах с большим населением, так и в относительно изолированных популяционных группах. Сущность метода заключается в изучении (с помощью методов вариационной статистики) частот генов и генотипов в различных популяционных группах, что дает необходимую информацию о частоте гетерозиготности и степени полиморфизма у человека. В частности, в гетерозиготном состоянии в популяциях находится значительное количество рецессивных аллелей, что обуславливает развитие различных наследственных заболеваний, частота которых зависит от концентрации рецессивного гена в популяции и значительно повышается при заключении близкородственных браков. Мутации могут передаваться потомству во многих поколениях, что приводит к генетической гетерогенности, лежащей в основе полиморфизма популяций.

Среди людей невозможно найти генетически одинаковых лиц (за исключением монозиготных близнецов, для которых предполагается 100% общих генов), хотя общность генов хорошо прослеживается у близких и дальних родственников.

Сущность метода состоит в выяснении наследственной обусловленности признаков и установления связей между генотипом и внешней средой. Принцип применения метода заключается в сравнении монозиготных и дизиготных близнецов. Среди всех близнецов примерно 1/3 приходится на долю монозиготных и 2/3 - на долю дизиготных близнецов.

При этом вычисляются показатели соответствия (конкордантность) или несоответствия (дискордантность), а также определяется частота возникновения заболевания (признака) одновременно у обоих близнецов каждой пары. Степень конкордантности по наследственно обусловленным признакам будет выше у идентичных близнецов.

Если однояйцовые близнецы (ОБ) даже в разных средах существования обнаруживают более высокую конкордантность, чем двухяйцевые (ДБ) в однотипных средах, то можно предположить, что конкордантность обусловлена генетическими, а не средовыми факторами.

Близнецовый метод имеет несколько основных направлений:

Диагностика зиготности - изучение сходства и различия партнеров близнецовой пары по совокупности ряда признаков, изменяющихся под воздействием окружающей среды. В этом случае используется метод полисистемного сходства или подобия по внешним признакам.

Методы экспериментального изучения:

Иммуногенетический - сравнение по антигенам, белкам сыворотки крови, гаплотипам HLA, т.е. по менделирующим признакам, которые не изменяются в течение всей жизни, несмотря ни на какие воздействия окружающей Среды;

Исследование дерматоглифики;

Изучение наследуемых способностей (например, чувство вкуса фенилтиокарбамида);

Изучение данных ЭКГ и ЭГ;

Трансплантация кожного лоскута.

Статистическое исследование близнецовой выборки - анкетирование близнецов, которое целесообразно в популяционных исследованиях с большими выборками.

Метод контроля по партнеру - используется только у монозиготных близнецов. При этом возможно точно оценить то или иное внешнее воздействие, если ему подвергся только один партнер (например, лекарственный препарат). Такие исследования выгодны в экономическом плане, так как позволяют ограничивать выборку всего двумя-тремя десятками пар близнецов.

В дальнейшем перспективно применение близнецового метода в сочетании с другими (цитогенетические, биохимические и др.).

БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ Эти методы помогают обнаружить целый ряд заболеваний с нарушениями обмена веществ (энзимопатии). Исследованию подлежат кровь, моча, ликвор, пунктаты костного мозга, амниотическая жидкость, сперма, пот, волосы, ногти, кал и др.

На первом этапе обследования (экспресс-диагностика) применяются методы массового биохимического скрининга: пробы Феллинга (на фенилкетонурию), Альтгаузена (гликогенозы), Бенедикта (галактоземия, фруктоземия), проба на гипераминоацидурию, микробиологический тест Гатри (ФКУ и др. аминоацидопатии).

Разработаны простые качественные биохимические тесты для эксперсс-диагностики гипотиреоза, муковисцидоза, для выявления нарушений обмена билирубина, болезни Тея-Сакса, гепатолентикулярной дегенерации, АГС. Эти пробы достаточно просты и используют легко доступный биологический материал (кровь, моча).

На втором этапе (уточняющая диагностика) применяют молекулярно-цитогенетические, молекулярно-биологические методы, более сложные методы аналитической биохимии:

Исследование метаболического пути (количественное определение метаболитов, их кинетики и накопления);

Прямое измерение концентрации (иммунохимические методы), активности (энзимо-диагностика), физико-химических и кинетических параметров мутантных белков;

Исследование мутантных белков с помощью нагрузочных проб мечеными субстратами и гибридизации соматических клеток;

Исследование структуры мутантного гена методами рестрикционного анализа. Большие перспективы открываются с применением жидкостной и газовой хроматографии, позволяющей определить аминокислотный состав исследуемого субстрата в течение нескольких минут.

Показания для биохимического исследования:

1) умственная отсталость, психические нарушения;

2) нарушение физического развития - аномальный рост и строение волос или ногтей; неправильный рост с искривлением костей туловища и конечностей, чрезмерное отло-жение жира, гипотрофия или кахексия, тугоподвижность или разболтанность суставов;

3) плохое зрение или полная слепота, тугоухость или глухота;

4) судороги, мышечная гипотония, гипер- и гипопигментация, фото-чувствительность, желтуха;

5) непереносимость отдельных пищевых продуктов и лекарственных препаратов, нарушение пищеварения, частая рвота, диарея, жидкий стул, гепато- и спленомегалия;

6) почечно-каменная болезнь, холестаз;

7) гемолитические анемии и др. состояния.

Этот метод заключается в изучении закономерностей наследования признаков в парах одно- и двуяйцевых близнецов. Он предложен в 1875 г. Гальтоном первоначально для оценки роли наследственности и среды в развитии психических свойств человека. В настоящее время этот метод широко применяют в изучении наследственности и изменчивости у человека для определения соотносительной роли наследственности и среды в формировании различных признаков, как нормальных, так и патологических. Он позволяет выявить наследственный характер признака, определить пенетрантность аллеля, оценить эффективность действия на организм некоторых внешних факторов (лекарственных препаратов, обучения, воспитания).

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, так как имеют 100% общих генов. Поэтому среди монозиготных близнецов наблюдается высокий процент конкордантных пар, в которых признак развивается у обоих близнецов. Сравнение монозиготных близнецов, воспитывающихся в разных условиях постэмбрионального периода, позволяет выявить признаки, в формировании которых существенная роль принадлежит факторам среды. По этим признакам между близнецами наблюдается дискордантность, т.е. различия. Напротив, сохранение сходства между близнецами, несмотря на различия условий их существования, свидетельствует о наследственной обусловленности признака.

Сопоставление парной конкордантности по данному признаку у генетически идентичных монозиготных и дизиготных близнецов, которые имеют в среднем около 50% общих генов, дает возможность более объективно судить о роли генотипа в формировании признака. Высокая конкордантность в парах монозиготных близнецов и существенно более низкая конкордантность в парах дизиготных близнецов свидетельствуют о значении наследственных различий в этих парах для определения признака. Сходство показателя конкордантности у моно- и дизиготных близнецов свидетельствует о незначительной роли генетических различий и определяющей роли среды в формировании признака или развития заболевания. Достоверно различающиеся, но достаточно низкие показатели конкордантности в обеих группах близнецов дают возможность судить о наследственной предрасположенности к формированию признака, развивающегося под действием факторов среды.

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

Трудности близнецового метода связаны, во-первых, с относительно низкой частотой рождения близнецов в популяции (1:86-1:88), что осложняет подбор достаточного количества пар с данным признаком; во-вторых, с идентификацией монозиготности близнецов, что имеет большое значение для получения достоверных выводов.

Для идентификации монозиготности близнецов применяют ряд методов. 1. Полисимптомный метод сравнения близнецов по многим морфологическим признакам (пигментации глаз, волос, кожи, форме волос и особенностям волосяного покрова на голове и теле, форме ушей, носа, губ, ногтей, тела, пальцевым узорам). 2. Методы, основанные на иммунологической идентичности близнецов по эритроцитарным антигенам (системы АВО, MN, резусу), по сывороточным белкам (γ-глобулину). 3. Наиболее достоверный критерий монозиготности предоставляет трансплантационный тест с применением перекрестной пересадки кожи близнецов.

Несмотря на трудоемкость близнецового метода и возможность ошибок при определении монозиготности близнецов, высокая объективность выводов делает его одним из широко применяемых методов генетических исследований у человека.

БЛИЗНЕЦОВЫЙ МЕТОД - исследование генетических закономерностей на близнецах. В основе Б. м. лежит сравнение изучаемых признаков (или реакций) в разных группах близнецов с учетом сходства или различий их генотипов (см.) и среды, в к-рой близнецы росли, т. е. оценка роли наследственности и среды в изменчивости признака.

Частным случаем использования Б. м. являются, напр., установление наследственного характера признака и определение частоты фенотипического проявления гена - его пенетрантности (см. Пенетрантностъ гена). Б. м. применяется также и для оценки действия некоторых внешних факторов: леч. препаратов, методов воспитания, обучения и т. д. В целом близнецовые исследования, кроме Б. м., включают еще изучение явления многоплодия с медицинской, демографической, генетической и других точек зрения. Термин «близнецовый метод» был предложен Гальтоном (F. Galton) в 1875 г. В дальнейшей разработке этого метода принимали участие Вейнберг (W. Weinberg), Сименс (Н. Siemens), Хольцингер (К. Holzinger), Пенроуз (L. Penrose), Аллен (G. Allen), С. Г. Левит и другие, усилиями которых учение о близнецах превратилось в самостоятельный раздел биологии, называемый гeмeллологиeй (лат. gemelli близнецы + греч, logos учение).

При использовании Б. м. проводится сопоставление: 1) монозиготных (однояйцовых) близнецов с дизиготными (двуяйцовыми); 2) конкретных представителей (партнеров) монозиготных пар между собой; 3) результатов анализа близнецовой выборки с общей популяцией.

Монозиготными близнецами (однояйцовые, идентичные близнецы) называют близнецов, развивающихся из одной оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) и разделившейся при первом дроблении зиготы на две части. Такие близнецы генетически одинаковы.

Дизиготные близнецы (двуяйцовые, неидентичные близнецы) возникают при одновременном оплодотворении двух яйцеклеток. С генетической точки зрения они сходны не более, чем обычные братья и сестры, и имеют в среднем по 50% идентичных генов. Однако у дизиготных близнецов совпадает время зачатия, время и условия эмбрионального развития в материнском организме и постэмбрионального - в семье, т. е. двуяйцовые близнецы обладают большей общностью средовых факторов, чем обычные братья и сестры.

При многоплодных беременностях рождаются не только двойни, но и тройни, четверни и т. д. Частота рождения таких близнецов не велика, и в Б. м. они используются редко.

Общая частота рождений близнецовых пар равна примерно 1%, из которых приблизительно около трети приходится на монозиготных близнецов. Соотношение моно- и дизиготных близнецов для каждой популяции можно определить по методу Вейнберга, суть к-рого в упрощенной форме сводится к следующему: отклонения от равного соотношения полов в близнецовых выборках невелики, все разнополые пары - заведомо дизиготны. Количество разнополых и равнополых пар среди дизиготных близнецов примерно одинаково. Поэтому число монозиготных близнецов можно определить, вычитая из всех обследованных пар близнецов удвоенное количество разнополых пар. Этот метод следует использовать только при популяционных исследованиях, т. к. в малых выборках он дает неточные результаты.

Исследования с применением Б. м. проводят в три этапа: 1) составление близнецовой выборки; 2) установление моно- или дизиготности; 3) сопоставление пар и групп близнецов по рассматриваемым признакам.

Составление близнецовой выборки. Из популяции выбираются все близнецы, а затем те из них, кто имеет рассматриваемый признак, или же из всего населения выделяются лица с данным признаком, а потом уже из них выделяют близнецов. В наблюдение должны включаться только те пары близнецов, в которых можно обследовать обоих партнеров.

Если популяция, в к-рой проводится исследование Б. м., велика и выявить всех близнецов в ней невозможно, то составление близнецовой выборки должно основываться на общих статистических правилах, включая правильное для данной популяции соотношение моно- и дизиготных пар. Б. м. не всегда требует большой выборки, и исследование можно ограничить одной или несколькими парами близнецов. В этом случае, однако, будет невозможна экстраполяция результатов на популяцию.

Диагностика зиготности близнецов

Первоначально диагностика зиготности основывалась на оценке количества плацент и хорионов. Однако, как было установлено позже, ошибки здесь могут достигать 20%, поскольку монозиготные близнецы могут иметь два хориона. Одновременно с этим зачастую просто невозможно получить эти сведения из истории родов. В 1924 г. Сименс предложил диагностировать зиготность близнецов методом так наз. полисимптомного сходства, т. е. сравнением партнеров пары по внешним признакам (пигментация кожи и волос, форма носа, губ, ушных раковин, рук, ногтей, размеры тела и т. д.). Субъективность этого метода заставила исследователей продолжить поиск других методов диагностики зиготности, включающих исследование сходства партнеров пары по четким, объективно учитываемым генетическим признакам (маркерам).

Современная диагностика зиготности основывается на анализе наиболее изученных и просто наследующихся признаков (эритро- и лейкоцитарные антигены, белки сыворотки крови, способность ощущать вкус фенилтиокарбамида и т. д.).

Для диагностики зиготности определяют следующие эритроцитарные и сывороточные системы крови: AB0, MNSs, Rh, P, Kell, Lutheran, Duffy, Kidd, Lewis, гаптоглобины, γ-гло-булины, трансферрины и др. Зиготность близнецов точнее и быстрее можно установить, если известны группы крови и белков сыворотки крови родителей или кровных родственников - сибсов (см.). Однако оценка зиготности возможна и при неизвестном фенотипе родителей (см. Генотип). В этом случае вероятность моно- или дизиготности рассчитывается на основании частоты проявления соответствующих признаков (маркеров) в популяции, к к-рой принадлежат родители.

Часто для диагностики зиготности приходится прибегать к исследованию и других показателей, из которых следует выделить четыре: дерматоглифику (см.), смешанную культуру лимфоцитов, пересадку кожи, электрофорез белков сыворотки крови.

Сходство дерматоглифических показателей у монозиготных близнецов значительно больше, чем у дизиготных. Этот факт известен давно, но метод не имел количественной оценки. Поскольку дерматоглифический метод исследования сейчас включает количественные показатели, которые можно оценивать интегрально, то его возможности как метода диагностики зиготности близнецов существенно возросли. Использование лимфоцитарного теста для диагностики зиготности основано на пролиферации лейкоцитов при смешении культур клеток от двух генетически неидентичных индивидов. Лимфоциты в смешанной культуре от монозиготных близнецов не претерпевают изменений, а от дизиготных способны трансформироваться. Это позволяет установить зиготность близнецов.

Наиболее точным показателем монозиготности близнецов является приживление реципрокно (от одного близнеца другому и наоборот) пересаженных кусочков кожи, т. к. успех трансплантации у человека определяется значительным числом генетически детерминируемых факторов. У дизиготных близнецов пересадки всегда заканчиваются отторжением. Однако этот тест в силу технической сложности и травматичности применяется относительно редко.

Предложен способ определения зиготности с помощью сравнения электрофореграмм сывороточных белков партнеров близнецовой пары, полученных электрофорезом в полиакриламидном геле. Монозиготные близнецы показывают одинаковые полосы (фракции), дизиготные - различные.

Объединение Б.М. с популяционно-статистическими исследованиями требует изучения зиготности многих тысяч пар. Такая огромная выборка не может быть изучена описанными методами, и в этих случаях используют анкетный метод диагностики. Показано, что анкетирование в 80- 85% случаев позволяет правильно определить зиготность; ошибкой при массовых исследованиях можно пренебречь. Однако анкетный метод диагностики зиготности не должен применяться в малых выборках.

Сопоставление пар и групп моно- и дизиготных близнецов (или партнеров монозиготных пар) по изучаемому признаку является заключительным этапом применения Б. м.

Методы сравнения близнецовых выборок по качественным (дискретным) признакам (ахондроплазия, галактоземия и т. д.) и количественным (рост, вес, продолжительность жизни и т. д.) различны.

Какой-либо качественный признак может встречаться у обоих близнецов данной пары либо у одного из них. В первом случае пара называется конкордантной, во втором- дискордантной (если рассматриваемый признак отсутствует у обоих близнецов, то такая пара вообще не попадает под наблюдение).

При сопоставлении моно- и дизиготных близнецов для каждой из групп определяют степень парной конкордантности (Kn), указывающую на пропорцию пар, в которых оба партнера имеют изучаемые признаки. В зависимости от характера сбора материала расчеты степени парной конкордантности различаются.

Если в популяции изучены все близнецы, имеющие рассматриваемый признак, то парная конкордантность определяется отношением числа конкордантных пар к общему числу конкордантных и дискордантных пар:

где С - число конкордантных по признаку пар, D - число дискордантных пар.

Однако в большинстве случаев исследователь в связи с размерами популяции не в состоянии изучить в ней всех близнецов, и исследуемая группа составляется выборочно. При этом следует иметь в виду, что конкордантные по данному признаку пары имеют примерно в два раза больше шансов попасть в поле зрения специалиста, чем дискордантные. Кроме того, при выборочном учете с какой-то вероятностью окажутся пары, которые, несмотря на наличие изучаемого признака, не попадут под наблюдение и не будут изучены. Чтобы не было занижения степени конкордантности, делают поправку. Принимается, что вероятность нерегистрации пары равна вероятности регистрации обоих близнецов как носителей данного признака (пробандов), а этот показатель легко определяется из выборки. Для того чтобы избежать ошибок, связанных с этими методическими погрешностями, парную конкордантность при выборочном учете следует определять по формуле:

где X - число пар, в которых носителями признака были оба партнера.

При использовании Б. м. надо указывать, каким способом определялась парная конкордантность, и вычислять ее одинаково для моно- и дизиготных близнецов. Использование показателя парной конкордантности требует также коррекции в отношении возрастной структуры выборки, особенно в тех случаях, когда возраст является модификатором проявления признака, напр, при ряде наследственных заболеваний.

Сопоставление степени парной конкордантности у моно- и дизиготных близнецов дает приблизительный ответ на вопрос о соотносительной роли наследственности и среды в развитии признака. При этом исходным является положение, что степень парной конкордантности должна быть достоверно выше у моно-, чем у дизиготных близнецов в случае, если наследственные факторы играют доминирующую роль в возникновении изучаемых признаков или болезней. Если в формировании изучаемой особенности участвуют как генетические, так и негенетические факторы, то у монозиготных близнецов могут наблюдаться определенные внутрипарные различия. Чем больше влияние среды, тем значительнее будут эти различия. Соответственно будет уменьшаться разница в степенях парной конкордантности между моно- и дизиготными близнецами. Для вычисления доли (степени) наследственности, участвующей в развитии признака, используют формулу Хольцингера:

где H - доля (степень) влияния наследственности на фенотип, K nMZ и K nDZ - степени парной конкордантности моно- и дизиготных близнецов. H - выражается величинами от 0 (полное отсутствие значения наследственности) до 1 (полное отсутствие значения среды). Если признак определяется аллелем (см. Аллели) с полной пенетрантностыо при несущественном влиянии среды, то степень конкордантности монозиготных близнецов будет равна единице, а дизиготных - 0,5 или 0,25 в зависимости от доминантного или рецессивного типа наследования и генотипа родителей. При полной конкордантности монозиготных близнецов H будет равно 1,0. На самом деле такие значения H бывают лишь при изучении строго генетически детерминированных признаков (напр., групп крови) и наблюдаются редко, что обусловливается неточностью диагностики заболеваний и неправильным определением зиготности. В обоих случаях значение H будет занижено. В диагностике заболеваний чаще встречаются случаи гипо-диагностики, чем гипердиагностики, а это в большей степени отражается на степени конкордантности монозиготных близнецов, чем дизиготных. Ошибки в диагностике зиготности обычно приводят к включению дизиготных близнецов в группу монозиготных. Это также может привести к уменьшению степени конкордантности монозиготных близнецов.

Учитывая возможные ошибки определения конкордантности и зиготности, а также основываясь на опубликованных результатах конкордантности близнецов при моно генных заболеваниях, можно говорить об определяющем значении наследственности в развитии признака при значениях H больше 0,7.

Существенное значение для экстраполяции данных близнецового анализа на общую популяцию имеет понятие «пробандовая (парная) конкордантность» (K p) - относительное число носителей признака среди моно- или дизиготных близнецов, что соответствует понятию о пенетрантности. Пробандовая конкордантность изучается чаще всего среди монозиготных близнецов и вычисляется по формуле:

где С - число конкордантных по изучаемому признаку пар, зарегистрированных только по одному партнеру, C x - число конкордантных пар, партнеры которых были зарегистрированы независимо друг от друга, D - число дискордантных пар. Если имеется полный учет всех пар, то формула (4) сводится к следующему виду:

Таким образом, основное значение пробандовой конкордантности монозиготных близнецов состоит в том, что (в случае, если сам факт монозиготности не влияет на проявление признака) она может рассматриваться как средняя пенетрантность генотипа, определяющего данный признак.

Преимуществом пробандовой конкордантности является возможность сравнения ее величины с частотой признака в популяции.

Между пробандовой конкордантностыо по данному признаку как средней пенетрантностью гена, частотой признака в популяции (Р) и отклонениями от средней пенетрантности V р (включающей как генетическую, так и общую средовую вариабельность) имеется связь, выраженная формулой:

Т. о., формула (7) дает возможность получить представление (хотя и в определенном смысле условное) о величине вариабельности пенетрантности наследственного задатка, формирующего признак. Эта величина представляет интерес в плане дальнейшего изучения непосредственных причин пенетрантности (если признак полезен) и непенетрируемости (если признак патологичен) генетической детерминации признака. В этом смысле особая роль отводится сравнительному изучению дискордантных по признаку партнеров монозиготных пар. Сравнивая партнеров монозиготных пар, обладающих изучаемым признаком, с теми, у которых он отсутствует, и сопоставляя эти данные с другими выявленными у близнецов изменениями, а также с различными факторами внешней среды, можно получить ответ на вопрос о причинах дискордантности партнеров. В этом плане очень ценные сведения могут быть получены при сопоставлении дискордантных монозиготных близнецов, воспитывающихся раздельно, однако такие пары встречаются редко.

При изучении роли наследственности и среды в формировании количественных признаков сходство или различие близнецов не может быть выражено терминами «конкордантность» или «дискордантность». Степень их различия выражается каким-то размахом величин, который определяется наследственностью п средой у дизиготных близнецов и только средой у монозиготных. Для упрощения можно не учитывать различия во взаимодействии генов и среды у разных типов близнецов, а также различия среды, которые в определенной степени имеют место у тех и других. В таком случае разница в величинах дисперсии признака у дизиготных близнецов по сравнению с монозиготными будет отражать относительное значение наследственных факторов по сравнению со средовыми в изменчивости признака, вследствие чего приведенная выше формула Хольцингера принимает вид:

где S 2DZ и S 2MZ - соответственно диспрсии признака у дизиготных и монозиготных близнецов; II отражает долю дисперсии фенотипа за счет наследственности.

Помимо сравнения моно- и дизиготных близнецов, для оценки роли среды можно использовать сравнение монозиготных близнецов, воспитывающихся вместе и раздельно. В этом случае определяют долю дисперсии фенотипа (E), обусловленную средой, с помощью коэффициентов внутриклассовой корреляции по следующей формуле:

где r (MZB) и r (MZP) - внутриклассовые корреляции вместе (MZB) и раздельно (MZP) воспитанных монозиготных близнецов.

Применение Б. м. с целыо сравнительного изучения разных методов воздействия у монозиготных близнецов, разделенных на две группы, позволяет чрезвычайно экономно, на небольшом числе наблюдений, получать убедительные данные, указывающие на преимущество одного метода (или леч. препарата) перед другим. При этом один партнер каждой нары близнецов подвергается исследуемому воздействию, а другой служит контролем. Принимая во внимание идентичность генотипа монозиготных партнеров, можно полагать, что контроль в этом случае является наиболее совершенным из всех возможных. Применяется также и другой вариант, а именно: один из партнеров пары подвергается одному, а другой партнер - другому методу воздействия.

Варианты применения Б. м., аналогичные приведенным, имеют место как в медицине, так н в биологии, психологии, антропологии, педагогике и многих других областях науки о человеке.

Б. м. имеет ряд серьезных недостатков. связанных в первую очередь с неполнотой сведений о пре- и постнатальном развитии близнецов. Напр., при Б. м. принимается, что среда в широком смысле одинакова для моно- и дизиготных близнецов.

Но это не совсем так. Во многих отношениях монозиготные близнецы обладают большим сходством, чем дизиготные. Они чаще выбирают себе одни и те же игры, товарищей. С ними одинаково обращаются родители. К тому же нельзя считать одинаковыми условия внутриутробного развития моно- и дизиготных близнецов. В частности, известны сосудистые анастомозы между близнецами, в первую очередь оказывающие влияние на развитие дизиготных близнецов, которые могут иметь генетически различные ткани, в частности клетки крови (см. Химеры). Возможен и ряд других различий между близнецами, возникающих на пре- и постнатальной стадиях развития.

Взаимодействие генов и среды не учитывается как возможный фактор различия близнецов. Между тем его эффекты могут быть выраженными, причем различия у дизиготных близнецов будут большими, чем у монозиготных. На развитие монозиготных близнецов могут оказывать влияние как соматические мутации, так и различия в степени активации генома (см.). Так, описаны монозиготные близнецы-сестры с нормальным кариотипом, одна из которых страдала гемофилией, а другая была гетерозиготной носительницей без проявления. Полагают, что дискордантность возникла в связи с тем, что на ранней стадии развития у партнерш инактивировались (эффект Лайон) разные X-хромосомы.

Некомпетентное использование Б. м., связанное с недостоверной диагностикой зиготности близнецов, неправильным составлением близнецовой выборки или недостаточным ее объемом, тенденцией к выборочному описанию «интересных» случаев, резко снижает эффективность Б. м., приводит к поверхностным, недостоверным выводам.

Оценивая Б.М. в целом, следует сказать, что он наряду с другими методами генетики выполнил свою задачу, навсегда утвердив в сознании врачей, генетиков, антропологов, психофизиологов, педагогов ту непреложную в наст, время истину, что практически любой признак человеческого организма в той или иной степени детерминируется генетической конституцией. Однако вопросы точной количественной оценки изменчивости многих признаков за счет генотипа и среды остались неразрешенными. То же относится и к исследованию с помощью Б. м. тонких механизмов влияния среды на развитие признаков.

В близнецовых исследованиях наметились сдвиги, связанные с использованием Б.М. в сочетании с другими методами генетического анализа (популяционно-статистическим, биохимическим и т. д.). Напр., синхронность реализации генотипа монозиготных близнецов в фенотип открывает определенные возможности в изучении генетики развития, в частности при условии совместного использования Б.М. с методами генетики соматических клеток (см.).

Т. о., перспективы дальнейшего применения Б. м. связаны, с одной стороны, с оценкой и пониманием тех искажений, которые возникают за счет биологических и статистических факторов при сравнении близнецов, а с другой - с объединением Б. м. с другими методами современной генетики.

Библиография: Канаев И. И. Близнецы, М.- Л., 1959, библиогр.; Левит С. Г. Некоторые итоги и перспективы близнецовых исследований, Труды Медико-биол. науч.-исслед. ин-та, т. 3, с. 5, М.- JI., 1934; Мартынова Р. П. и Рыбкин И. А. Исследования близнецов в медицинской генетике, в кн.: Пробл, мед. генетики, под ред. В. П. Эфроимсона и др., с. 113, М.- Варшава, 1970, библиогр.; Ниль Дж, В. и Ш э л л У. Дж. Наследственность человека, пер. с англ., М., 1958; Allen G. Twin research, problems and prospects, Progr. med. Genet., v. 4, p. 242, 1965, bibliogr.; Allen G., Ha rva Id B. a. Shields J. Measures of twin concordance, Acta genet. (Basel), v. 17, p. 475, 1967; C e d e r 1 o f R. a. o. Studies on similarity diagnosis in twins with the aid of mailed questionnaires, ibid., v. 11, p. 338, 1961; Edwards J. H. Multiple pregnancy, the value of twins in genetic studies, Proc. roy. Soc. Med., v. 61, J). 227, 1968; Martynova R. P. Some considerations about twin zygosity and concordance determination in cancer research, Acta Genet, med. (Roma), v. 19,p. 19, 1970.

Η. П. Бочков, E. Т. Лильин, Р. П. Мартынова.

Среди методов генетического анализа наряду с генеалогическим большое значение имеет близнецовый метод. В какой мере признак зависит от наследственных особенностей организма, т. е. от его генотипа, и в какой - от условий внешней среды? Этот вопрос касается самых различных признаков человека: особенностей строения организма, физиологических функций, наследственных болезней, таких специфических черт человека, как типологические свойства высшей нервной деятельности и психики. В решении этих вопросов существенное место принадлежит близнецовому методу генетики. С его помощью получены убедительные доказательства того, что индивидуальные свойства человека формируются, складываются в процессе его развития под влиянием как наследственных факторов, так и физической и социальной среды. Это в полной мере относится и к патогенезу наследственных болезней. Более того, близнецовый метод позволил оценить относительную роль, удельный вес генетических и средовых факторов в развитии каждого конкретного признака.

Близнецы у человека имеют разное происхождение. Однояйцовые, или монозиготные (MZ), близнецы развиваются из одного оплодотворенного яйца (одной зиготы) вследствие ее разделения с образованием двух эмбрионов. Партнеры монозиготной пары имеют полностью идентичные генотипы, и все различие их признаков зависит только от условий среды. Разнояйцовые, или дизиготные (DZ), близнецы рождаются тогда, когда созревают одновременно две яйцеклетки, оплодотворяемые двумя спермиями. Партнеры дизиготной пары генотипически различны. Они сходны между собой не более, чем братья и сестры, рожденные порознь. Однако, благодаря одновременному рождению при совместном воспитании у них будет значительная общность среды. Различие их признаков обусловлено в основном неидентичным генотипом.

Соотношение моно- и дизиготных близнецов в популяции, т. е. компонента многоплодия, определяется различным путем, в том числе методом Вайнберга, который основывается на возможной одно- и разнополости дизиготных близнецов. Вероятность оплодотворения второй яйцеклетки спермиями, несущими хромосомы X или У, равна 50 %, т. е. вероятности рождения одно- или разнополых дизиготных близнецов примерно равны. Таким образом, разнополые близнецы составляют 50 % всех дизиготных близнецов и, следовательно, их общее число равно удвоенному числу разнополых близнецов в данной выборке. Число монозиготных близнецов соответствует разности общего числа близнецов и удвоенного числа разнополых близнецов.

Коэффициент дизиготной близнецовости (d) показывает, какое число дизиготных пар рождается в данной популяции или выборке на 1000 родов. Его определяют по формуле: d = 2U/N x 1000, где U - число разнополых DZ-пар, а N - общее число родов в выборке. Коэффициент монозиготной близнецовости (m) вычисляют по формуле: m = L-2U/N x 1000, где L - общее число близнецов в изученной выборке. Использование этих коэффициентов позволяет сравнивать частоту моно- и дизиготных близнецов в разных выборках.

Основу любого близнецового исследования составляет диагностика зиготности партнеров пары, т. е. установление факта моно- или дизиготного происхождения близнецов. В основе диагностики зиготности лежит изучение сходства (конкордантности) и различия (дискордантности) партнеров близнецовой пары по совокупности таких признаков, которые мало изменяются под влиянием среды. Метод, получивший название поли-симптомного (метод сходства, подобия), включает в себя исследование конкордантности и дискордантности близнецов по таким признакам, как цвет и форма волос, цвет и разрез глаз, форма ушей, бровей, носа, губ, подбородка и др. Для каждого из этих признаков разработаны балльные и иные шкалы оценок, которые позволяют, сравнивая эти оценки у партнеров пары близнецов, поставить правильный диагноз. В принципе монозиготные близнецы должны быть конкордантны по всей совокупности признаков, используемых при методе подобия, в то время как дизиготные по части признаков дискордантны. К недостаткам метода относятся его субъективизм, возможность изменения внешних признаков монозиготных партнеров под действием средовых факторов, а также невозможность его использования у детей раннего возраста.

К другим методам диагностики зиготности близнецов относятся: иммуногенетический, когда близнецов-партнеров сравнивают по эритроцитарным антигенам (системы групп крови ABO, MN, Rh, P и др.), составу белков сыворотки крови, гаплотипам системы HLA. Эти менделирующие признаки не изменяются в течение жизни индивида, не зависят ни от каких внешних факторов, т. е. со всех точек зрения являются идеальными генетическими маркерами. При отсутствии ошибок определения даже единственное различие будет свидетельствовать о дизиготности близнецов. Для диагностики зиготности используют также данные дерматоглифики (исследование кожного рельефа пальцев рук и ладоней), изучение способности чувствовать вкус особого вещества - фенилтиокарбамида, которая наследуется как моногенный признак.

В больших близнецовых выборках, т. е. в популяционных исследованиях близнецов, целесообразно применять метод анкетирования. Близнецам рассылается анкета, содержащая перечень вопросов относительно сходства близнецов и наличия случаев ошибок при их узнавании родителями, учителями, друзьями.

Сущность близнецового метода заключается в сравнении внутрипарного сходства в группах моно- и дизиготных близнецов, что позволяет с помощью специальных формул оценить относительную роль наследственности и факторов среды в развитии каждого конкретного признака. При исследовании качественных признаков внутрипарное сходство оценивают по принципу "подобны - различны". Пары, в которых партнеры подобны друг другу по данному признаку, называются конкордантными. Если один из партнеров обладает данным признаком, а второй нет, то пара называется дискордантной. Например, по группе крови пара считается конкордантной, если оба партнера имеют одну группу, но если группа крови партнеров различна, то пара дискордантна. Для доказательства роли наследственности в развитии признака достаточно сравнить долю (процент) конкордантных пар в группах моно- и дизиготных близнецов.

Рассмотрим это на примере сахарного диабета. Если один из монозиготных близнецов болен диабетом, то второй партнер заболевает в 65 % случаев (в 65 % случаев они конкордантны). Если один из дизиготных близнецов заболел диабетом, то второй заболевает только в 18 % случаев. Большая конкордантность в группе генетически идентичных партнеров монозиготных пар доказывает, что в этиологии диабета наследственное предрасположение играет существенную роль.

Для количественной оценки роли наследственности и среды применяют различные формулы. Чаще всего пользуются коэффициентами наследуемости (Н) и влияния среды (Е), вычисляемыми по формуле Хольцингера:

C MZ - C DZ H = --------- x 100; E = 100 - H 100 - C DZ

где C MZ - процент конкордантных пар в группе монозиготных, a C DZ - то же в группе дизиготных близнецов, в приведенном выше примере сахарного диабета доля наследственной обусловленности признака составляет: H = (65-18)/(100-18) x 100 = 57%, а влияние среды Е = 100 - 57= 43 %. Результаты вычислений по формулам Хольцингера подтверждают, что заболевание диабетом обусловлено генетическими факторами не меньше, чем условиями среды.

Используем формулу Хольцингера еще в двух примерах. Предположим, что признак (группа крови) целиком обусловлен генотипом и не зависит от воздействия среды. В этом случае в группе монозиготных близнецов конкордантность партнеров полная в силу идентичности их генотипов (C MZ = 100%), а конкордантность в группе дизиготных близнецов, определяемая случайным сочетанием генов их родителей, будет неполной, например, 40 % (C DZ = 40 %). Подставляя эти значения в формулу Хольцингера, получим: H = (100-40)/(100-40) x 100 = 100%;

Иной результат получается для признака, развитие которого не зависит от генотипа и полностью обусловлено влиянием среды (так бывает при некоторых инфекционных болезнях). В этом случае процент конкордантных пар в группах моно- и дизиготных близнецов один и тот же, например, по 90 % в обеих группах. Подставляя эти значения конкордантности в формулу Хольцингера, получим Н = 0 %, Е = 100 %. Следовательно, коэффициент наследуемости для разных признаков различен; он изменяется от 100 % для признаков, полностью обусловленных генетическими факторами, до 0 % для признаков, целиком зависящих от влияния среды. В большинстве случаев развитие признаков определяется совместным влиянием генотипа и условий среды, тогда коэффициент наследуемости меньше 100 % и больше 0 %, причем он тем больше, чем сильнее влияние генетического фактора.

Коэффициент наследуемости можно вычислить и для количественных признаков, при которых партнеры пары отличаются друг от друга не по альтернативе "конкордантны - дискордантны", а по выраженности признака. В этих случаях коэффициент наследуемости вычисляют по несколько измененной формуле Хольцингера:

R MZ - r DZ H = ----------- 100; Е = 100 - Н, 1 - r DZ
где r MZ - коэффициент внутриклассовой корреляции в группе монозиготных, a r DZ - то же в группе дизиготных близнецов.

Математический аппарат близнецового анализа в последние годы значительно расширился, что позволяет в ряде случаев получить дополнительные сведения об относительном значении генотипа и среды в онтогенезе признаков организма.

Рассмотрим, что дал близнецовый метод при оценке удельного веса наследственных и средовых факторов в развитии отдельных признаков человека.

Остановимся на крайнем случае преобладающего влияния генетических факторов: группы крови полностью обусловлены генотипом и никакие условия среды, совместимые с жизнью, не приводят к их изменению. Монози-готные близнецы всегда конкордантны по группам крови. Коэффициент наследуемости, вычисленный по формуле Хольцингера, равен 100 %. Это же относится и ко всем тем случаям, когда ген непосредственно программирует признак, являясь его матрицей. Примером могут служить первичная структура ферментов, электрофоретические варианты белков плазмы крови и др. Однако, чем длиннее цепь процессов развития признака, отделяющая его от гена, тем больше может быть влияние среды.

Таблица 4. Частота заболевания обоих близнецов при некоторых видах патологии
Болезнь	Частота заболевания второго близнеца в выборках, %
Болезнь	MZ	DZ
Корь	98	94
Коклюш	97	93
Паротит	82	74
Туберкулез	67	23
Ревматизм	47	17
Сахарный диабет	65	18
Эпилепсия	67	3
Шизофрения	69	10
Врожденное сужение привратника желудка	67	3
Врожденный вывих бедра	41	3
Расщелина неба	33	5
Косолапость	32	3

Перейдем к оценке роли генетических и средовых факторов в патогенезе различных заболеваний человека. При инфекционных болезнях (бактериальной, вирусной инфекции) роль внешней среды очевидна. Еще недавно считали чуть ли не абсурдом предполагать зависимость этих болезней от наследственных факторов. Однако данные, полученные с помощью близнецового метода, заставили в ряде случаев изменить это представление (табл. 4). Данные табл. 4 показывают, что при заболевании корью и коклюшем одного из партнеров близнецовой пары вероятность заболевания второго (конкордантность пары) в группах моно- и дизиготных близнецов практически одинаковая. Преобладающая роль инфекционного фактора в этих случаях вполне отчетлива. Однако, при заболевании одного из близнецов паротитом частота заболевания второго партнера в монозиготной паре несколько больше, чем в дизиготной. Еще более очевидно это при туберкулезе. Вероятность заболевания второго близнеца в монозиготной паре почти в 3 раза больше, чем в дизиготной. Следовательно, при идентичном генотипе сходная реакция на внешний фактор (туберкулезная инфекция) наступает чаще, чем при разных генотипах, что доказывает существенную роль генетических факторов. Более того, исследование конкордантности моно- и дизиготных близнецов при туберкулезе и некоторых других болезнях позволило показать (в этом видны уникальные возможности близнецового метода), что высокая конкордантность заключается не только в сходстве по возникновению болезни (заболел - не заболел), но и в ее клинических формах и локализации процесса. Монозиготные близнецы значительно чаще болеют формами туберкулеза, тождественными по течению и исходу.

При многих хронических внутренних болезнях, психических болезнях и пороках развития различия в частоте заболеваемости второго близнеца при болезни первого среди монозиготных близнецов значительно выше, чем среди дизиготных (см. табл. 4). Следовательно, в возникновении многих болезней наряду с факторами внешней среды в большей или меньшей степени участвует наследственный фактор. Это позволило открыть генетическое предрасположение к болезням, и близнецовый метод сыграл в исследовании этого явления немаловажную роль.

Остановимся кратко на морфологических признаках строения тела и черт лица. Среди них можно отметить такие, по которым у монозиготных близнецов наблюдается высокая (близкая к 100%) конкордантность при значительной дискордантности дизиготных. Так, по форме бровей, носа, губ и ушей, цвету глаз, волос и кожи монозиготные близнецы конкордантны в 97-100 %, а дизиготные (в зависимости от признака) - в 70-20 % случаев. Следовательно, эти признаки мало зависят от влияния факторов внешней среды. Из количественных признаков рост меньше зависит от условий среды, чем масса тела. Среднее внутрипарное различие роста у монозиготных близнецов составляет 1,7 см, а дизиготных - 4,4 см. Масса тела больше зависит от питания и расхода энергии.

Для иллюстрации наследуемости физиологических признаков рассмотрим пример артериального давления. Критерием конкордантности по этому постоянно меняющемуся признаку служило сходство между партнерами в определенных пределах (5 мм рт. ст.). Такая конкордантность была отмечена у 63 % монозиготных и только у 36 % дизиготных близнецов.

С помощью близнецового метода исследовали некоторые онтогенетические характеристики, несомненно зависящие от действия совокупности факторов. Для выяснения вопроса, зависит ли от наследственных факторов время первой менструации у девочек, определяли внутрипарное различие возраста, в котором началась первая менструация. Оказалось, что в монозиготных парах различие составляет в среднем 3 мес, а в дизиготных - 13 мес.

Весьма важен вопрос о том, зависит ли от наследственных факторов продолжительность жизни человека или она целиком определяется условиями внешней среды. Выяснить этот вопрос мог только близнецовый анализ. Сравнение внутрипарного различия продолжительности жизни в группах моно- и дизиготных близнецов показало, что долголетие в определенной мере обусловлено генетическими факторами. Долгожительство в некоторых местностях земного шара нельзя объяснить только благоприятными условиями среды (горный климат, особый режим питания и труда). Хотя влияние этих факторов не вызывает сомнений, существенную роль играет и генотип.

Для педиатров, психологов и педагогов определенный интерес представляет генетическая и средовая детерминация типа высшей нервной деятельности, психологических свойств и характеристик интеллекта. Почему у детей различные способности к музыке, математике, рисованию? В какой мере признаки интеллекта зависят от наследственных факторов, а в какой - от физической и социальной среды? В решении этих вопросов большое место занимают данные, полученные на близнецах, а именно, изучение конкордантности партнеров в группах моно- и дизиготных близнецов.

Остановимся на роли наследственных и средовых факторов в развитии одаренности ребенка. Всесторонняя одаренность - крайне редкое явление. Талантливый музыкант может быть бездарным в области математики, а выдающийся математик - совершенно неспособным к живописи. Способности следует изучать по отношению к тому или другому конкретному виду деятельности. Исследование конкордантности показало, что партнеры мо-нозиготных пар обычно проявляют способности к одному и тому же виду деятельности, а дизиготные партнеры - к различным видам. Многочисленные примеры приведены в монографии И. И. Канаева (1959).

Известные музыканты, дирижеры оркестров Вольф и Вилли Гайнц были монозиготными близнецами. Их внешнее сходство было столь велико, что даже их учитель музыкант Регер не мог различить их. Внешнее сходство дополнялось поражающим сходством в пристрастии к произведениям определенных композиторов, трактовке произведений и манере дирижировать. Подготовив одну и ту же оперу каждый в своем оркестре, они могли в случае нужды заменить друг друга. При этом ни исполнители - певцы и оркестранты, ни публика не замечали, что дирижирует другой человек. Сходство монозиготных близнецов не всегда бывает таким полным. И. И. Канаев приводит другой пример. Монозиготные сестры-органистки, по свидетельству их учителя проф. И. А. Браудо, были чрезвычайно похожи по признакам музыкального дарования - слуху, музыкальной памяти, исполнительским данным, но различались по интерпретации произведений.

Многочисленные примеры высокой конкордантности монозиготных близнецов, никак не проявляющейся столь полно у дизиготных, убедительно доказывают, что и признаки психики, способности, признаки интеллекта в определенной мере обусловлены генотипом. Однако это отнюдь не исключает значительной, иногда определяющей роли физической и социальной среды.

Близнецовый метод позволил доказать основной закон генетики развития: индивидуальные свойства каждого организма формируются, складываются в онтогенезе под контролем генотипа и среды. Закон взаимодействия наследственных факторов с физической и социальной средой справедлив для любых признаков человека, особенностей строения его тела, физиологических функций, патологии. Ему подчиняется и развитие таких сложных признаков, как тип высшей нервной деятельности, особенности психики, способности и склонности. Никакие условия социальной среды, никакой труд талантливых наставников, никакие упражнения, тренировки, обучение не воспитают выдающегося художника, певца, математика, спортсмена из ребенка, не имеющего соответствующих наследственных задатков. Однако эти задатки не смогут полностью проявиться без соответствующих условий. Необходимым условием их развития является социальная среда - воспитание, обучение, опытное руководство и систематический труд.

Закон взаимодействия наследственности и среды в развитии признаков человека в наше время не требует новых доказательств, хотя до сих пор среди врачей, педагогов и психологов можно встретить сторонников как абсолютной роли воспитания и среды, так и фатального значения наследственности. Их споры - эхо давно отшумевших бурь, попытка ревизовать основной закон генетики развития.

Значение близнецового метода в медицинской генетике этим не ограничивается. По мере разработки теоретических основ близнецового метода постепенно сформировался особый раздел этих исследований - метод контроля по партнеру. Область его применения чрезвычайно разнообразна и выходит далеко за пределы узко генетических исследований. Значение контроля по партнеру в анализе фенотипической вариации индивидуального генотипа, генетике развития, фенотипических проявлений наследственных аномалий также непрерывно растет.

В методе контроля по партнеру "используют" только монозиготных близнецов. Априорная идентичность их генотипов, которая позволяет рассматривать партнеров в генетическом плане как одного человека, дает возможность очень точно и демонстративно оценить эффект того или иного внешнего воздействия, если один партнер подвергается действию этого фактора, а другой не подвергается и служит контролем. Предположим, что для лечения определенного заболевания предлагается новый лекарственный препарат. После многочисленных лабораторных исследований препарат передают на клинические испытания. Необходимо проверить его эффективность у больных. Для этого обычно большую группу больных делят на две части. Первые получают новый препарат, а вторые - нет (их лечат прежними методами). Через определенное время сравнивают результаты лечения. Если препарат действительно эффективен, то среди принимавших его выздоровевших лиц или лиц с улучшением состояния будет больше, чем среди леченных другими методами. Однако индивидуальная чувствительность к любому препарату чрезвычайно гетерогенна, вариабельна. Она зависит от генетических факторов, а также от возраста больных, особенностей патологического процесса и многих других причин, которые и в "опытной", и в контрольной группах могут быть разными. Обе эти группы обычно стараются сделать достаточно представительными, в них включают сотни, а иногда и тысячи больных, чтобы затем, пользуясь специальными статистическими методами, нивелировать все параметры в обеих группах и получить достоверную информацию о действии нового препарата. Из этого видно, какие поистине уникальные возможности открывает перед фармакологией и фармакогенетикой (наукой, изучающей генетические основы чувствительности к лекарственным препаратам) близнецовый метод контроля по партнеру. "Используя" монозиготных близнецов, конкордантных по болезни, когда один партнер каждой пары получает новый препарат, а второй служит "контролем", можно получить совершенно объективные сведения об эффективности препарата. В этом случае почти исчезают многочисленные ограничения по генетическим, физиологическим и средовым факторам, влияющим на чувствительность к препарату. Такие исследования на близнецовой модели выгодны и в экономическом плане - они требуют лишь 20-30 пар.

Метод контроля по партнеру в последнее время успешно используется. Он позволяет оценить лечебный эффект новых фармакологических средств при разных способах введения, исследовать фазы их действия, показать различия фармакокинетики новых и старых препаратов. Например, Р. М. Заславская и соавт. (1981) на ограниченном числе близнецовых пар достоверно доказали различие в действии нового антиангинального препарата нонахлазина и широко используемого в клинике курантила. Близнецовый метод все шире применяется в клинической генетике и фармакологии.

Молекулярные основы наследственной патологии Ферментопатии Лечение наследственных болезней Заместительная терапия Витаминотерапия Индукция и ингибиция метаболизма Хирургическое лечение Диетотерапия Эффективность лечения мультифакториальных болезней в зависимости от степени наследственного отягощения у больных Разрабатываемые методы лечения Профилактика врожденной патологии у женщин из групп повышенного риска Клиническая фармакогенетика Наследственные дефекты ферментных систем, выявляемые при применении лекарств Атипичные реакции на лекарства при наследственных болезнях обмена веществ Наследственная обусловленность кинетики и метаболизма лекарств Генетические основы тестирования индивидуальной чувствительности к лекарствам Медико-генетическое консультирование Задачи и показания для проведения консультации Принципы консультирования Этапы консультирования Пренатальная диагностика врожденных пороков развития и наследственных болезней Проблемы медико-психологической реабилитации больных с врожденными болезнями и членов их семей Умственная отсталость Дефекты зрения и слуха Аномалии опорно-двигательного аппарата Приложения Блок информации N 1 - ишемическая болезнь сердца Блок информации N 2 - сахарный диабет Блок информации N 3 - язвенная болезнь Блок информации N 4 - врожденные пороки развития на примере расщелины губы и/или неба Литература [показать]

Андреев И. О фавизме и его этиопатогенезе//Современные проблемы физиологии и патологии детского возраста. - М.: Медицина, 1965. - С. 268-272.
Анненков Г. А. Диетотерапия наследственных болезней обмена веществ//Вопр. питания. - 1975. - № 6. - С. 3-9.
Анненков Г. А. Генная инженерия и проблема лечения наследственных болезней человека//Вестн. АМН СССР. - 1976. - № 12. - С. 85-91.
Барашнев Ю. И., Вельтищев Ю. Е. Наследственные болезни обмена веществ у детей. - Л.: Медицина, 1978. - 319 с.
Барашнев Ю. И., Розова И. Н., Семячкина А. Н. Роль витамина Be в лечение детей с наследственной патологией обмена веществ//Вопр. питания. - 1979. - № 4. - С. 32-40.
Барашнев Ю. И., Руссу Г. С., Казанцева Л. 3. Дифференциальный диагноз врожденных и наследственных заболеваний у детей. - Кишинев: Штиинца, 1984. - 214 с,
Барашнева С. М., Рыбакова Е. П. Практический опыт организации и применения диетического лечения при наследственных энзимопатиях у детей//Педиатрия. - 1977. - № 7. - С. 59-63.
Бочков Н. П. Генетика человека. - М.: Медицина, 1979. - 382 с.
Бочков Н. П., Лильин Е. Т., Мартынова Р. П. Близнецовый метод//БМЭ. - 1976. - Т. 3. - С. 244-247.
Бочков Н. П., Захаров А. Ф., Иванов В. П. Медицинская генетика.- М.: Медицина, 1984. - 366 с.
Бочков Н. П. Профилактика наследственных болезней//Клин. мед. - 1988. - № 5. - С. 7-15.
Буловская Л. Н., Блинова Н. Н., Симонов Н. И. и др. Фенотипические изменения в ацетилировании у опухолевых больных//Вопр. онкол. - 1978. - Т. 24, № 10. - С. 76-79.
Вельтищев Ю. Е. Современные возможности и некоторые перспективы лечения наследственных болезней у детей//Педиатрия. - 1982. - № П. -С. 8-15.
Вельтищев Ю. E., Каганова С. Ю., Таля В. А. Врожденные и наследственные заболевания легких у детей. - М.: Медицина, 1986. - 250 с.
Генетика и медицина: Итоги XIV Международного генетического конгресса/Под ред. Н. П. Бочкова. - М.: Медицина, 1979.- 190 с.
Гиндилис В. М., Финогенова С. А. Наследуемость характеристик пальцевой и ладонной дерматоглифики человека//Генетика.- 1976. - Т. 12, № 8. - С. 139-159.
Гофман-Кадошников П. Б. Биологические основы медицинской генетики. - М.: Медицина, 1965. - 150 с.
Гринберг К. Н. Фармакогенетика//Журн. Всесоюзн. хим. об-ва. - 1970. - Т. 15, № 6. - С. 675-681.
Давиденков С. Н. Эволюционно-генетические проблемы в невропатологии. - Л., 1947. - 382 с.
Давиденкова Е. Ф., Либерман И. С. Клиническая генетика. - Л.: Медицина, 1975. - 431 с.
Давиденкова Е. Ф., Шварц Е. И., Розеберг О. А. Защита биополимеров искусственными и естественными мембранами в проблеме лечения наследственных заболеваний//Вестн. АМН СССР. - 1978.- № 8. - С. 77-83.
Джавадов Р. Ш. К выявлению фавизма в Азербайджанской ССР// Азерб. мед. журн. - 1966. - № 1. - С. 9-12.
Добровская М. П., Санкина Н. В., Яковлева А. А. Состояние процессов ацетилирования и некоторые показатели липидного обмена при инфекционном неспецифическом артрите у детей//Вопр. охр. мат. - 1967. - Т. 12, № 10. - С. 37-39.
Замотаев И. П. Побочное действие лекарств. - М.: ЦОЛИУВ, 1977. - 28 с.
Заславская Р. М., Золотая Р. Д., Лильин Е. Т. Метод близнецовых исследований "контроля по партнеру" в оценке гемодинамических эффектов нонахлазина//Фармакол. и токсикол. - 1981. - № 3.- С. 357.
Игнатова М. С., Вельтищев Ю. Е. Наследственные и врожденные нефропатии у детей. -Л.: Медицина, 1978. - 255 с.
Идельсон Л. И. Нарушения порфиринового обмена в клинике. - М.: Медицина, 1968. - 183 с.
Кабанов М. М. Реабилитация психически больных. - 2-е изд. - Л.: Медицина, 1985. - 216 с.
Калинин В. Н. Достижения в молекулярной генетике//Достижения современной генетики и перспективы их использования в медицине. - Серия: Медицинская генетика и иммунология. - ВНИИМИ, 1987. - № 2. - С. 38-48.
Канаев И. И. Близнецы. Очерки по вопросам многоплодия. - М.-Л.: Изд. АН СССР, 1959.- 381 с.
Козлова С. И. Медико-генетическое консультирование и профилактика наследственных болезней//Профилактика наследственных болезней (сборник трудов)/Под ред. Н. П. Бочкова. - М.: ВОНЦ, 1987.- С. 17-26.
Кошечкин В. А. Выделение генетических факторов риска ишемической болезни сердца и их использование при диспансеризации//Профилактика наследственных болезней (сборник трудов)/Под ред. Н. П. Бочкова.- М.: ВОНЦ, 1987.- С. 103-113.
Краснопольская К. Д. Достижения в биохимической генетике//Достижения современной генетики и перспективы их использования в медицине. - Серия: Медицинская генетика и иммунология. - ВНИИМИ, 1987. - № 2. - С. 29-38.
Ладодо К. С., Барашнева С. М. Успехи диетотерапии в лечении наследственных заболеваний обмена у детей//Вестн. АМН СССР.- 1978. - № 3. - С. 55-60.
Лильин Е. Т., Мексин В. А., Ванюков М. М. Фармакокинетика сульфалена. Связь между скоростью биотрансформации сульфалена и некоторыми фенотипическими признаками//Хим.-фарм. журн. - 1980. - № 7. - С. 12-16.
Лильин Е. Т., Трубников В. И., Ванюков М. М. Введение в современную фармакогенетику. - М.: Медицина, 1984. - 186 с.
Лильин Е. Т., Островская А. А. Влияние наследственного отягощения на течение и эффективность лечения хронического алкоголиз-ма//Сов. мед. - 1988. - № 4. - С. 20-22.
Медведь Р. И., Луганова И. С. Случай острой гемолитической анемии - фавизма в Ленинградской области//Вопр. гематол. и переливания крови. - 1969. -Т. 14, № 10. - С. 54-57.
Методические рекомендации по организации в Белоруссии медико-генетического обследования детей с хромосомными болезнями. - Минск, 1976. - 21с.
Никитин Ю. П., Лисиченко О. В., Коробкова Е. Н. Клинико-генеалогический метод в медицинской генетике. Новосибирск: Наука, 1983. - 100 с.
Основы цитогенетики человека / Под ред. А. А. Прокофьевой-Бельговской. - М.: Медицина, 1969. - 544 с.
Покровский А. А. Метаболические аспекты фармакологии и токсикологии пищи. - М.: Медицина, 1979. - 183 с.
Спиричев В. Б. Наследственные нарушения обмена и функции витаминов//Педиатрия. - 1975. - № 7. - С. 80-86.
Столин В. В. Самосознание личности. - М.: Изд-во МГУ, 1983. - 284 с.
Таболин В. А., Бадалян Л. О. Наследственные болезни у детей. - М.: Медицина, 1971. - 210 с.
Фармакогенетика. Серия технических докладов ВОЗ, № 524. - Женева, 1975. - 52 с.
Холодов Л. Е., Лильин Е. Т.. Мексин В. А., Ванюков М. М. Фармакогенетика сульфалена. II Популяционно-генетический аспект//Генетика. - 1979. - Т. 15, № 12. - С. 2210-2214.
Шварц Е. И. Итоги науки и техники. Генетика человека/Под ред. Н. П. Бочкова. - М.: ВИНИТИ АН ССР, 1979.-Т. 4.- С. 164-224.
Эфроимсон В. П., Блюмина М. Г. Генетика олигофрений, психозов, эпилепсий. - М.: Медицина, 1978. - 343 с.
Asberg М., Evans D.. Sjogvest F. Genetic control of nortriptiline plasma levels in man: a study of proposit with high plasma concentration//J. med. Genet.- 1971. - Vol. 8. - P. 129-135.
Beadl J., Tatum T. Genetic control of biochemical reactions in neurospora//Proc. Nat. Acad. Sci. - 1941, - Vol. 27. - P. 499-506.
Bourne J., Collier H.. Somers G. Succinylcholine muscle relaxant of short action//Lancet.- 1952. - Vol. 1. - P. 1225-1226.
Conen P., Erkman B. Frequency and occurrence of chromosomal syndromes D-trisomy//Amer. J. hum. Genet. - 1966. - Vol. 18. - P. 374-376.
Cooper D., Schmidtke Y. Diagnosis of genetic disease using recombinant DNA//Hum. genet. - 1987. - Vol. 77. - P. 66-75.
Costa Т., Seriver C.. Clulds B. The effect of mendelian disease on human health: a measurement//Amer. J. med. Genet. - 1985. - Vol. 21. - P. 231-242.
Drayer D., Reidenberg M. Clinical consequences of polymorphic acety-lation of basic drugs//Clin. Pharmacol. Ther.- 1977. - Vol. 22, N. 3. - P. 251-253.
Evans D. An improved and simplified method of detecting the acetylator phenotype//J. med. Genet.- 1969. - Vol. 6, N 4. - P. 405-407.
Falconer D. S. Introduction to quantitative genetics. - London: Oliver and Boyd, 1960. - 210 p.
Ford С. E., Hamarton J. L. The chromosomes of man//Acta genet, et statistic, med. - 1956. - Vol. 6, N 2. - P. 264.
Garrod A. E. Inborn errors of metabolism (Croonian Lectures)//Lancet. - 1908. - Vol. 1, N 72. - P. 142-214.
Jacobs P. A., Baikie A. J. Court Brown W. M. et al. Evidence of existence of human "superfemale"//Lancet. - 1959. - Vol. 2. - P. 423.
Kaousdian S., Fabsetr R. Hereditability of clinical chemistries in an older twin//J. Epidemiol. - 1987. - Vol. 4, N 1, -P. 1 - 11.
Karon М., Imach D., Schwartz A. Affective phototherapy in congenital nonobstructive, nonhemolytic jaundice//New Engl. J. Med. - 1970. - Vol. 282. - P. 377-379.
Lejeune J., Lafourcade J., Berger R. et al. Trios cas de deletion du bras court d’une chromosome 5//C. R. Acad. Sci.- 1963. - Vol. 257.- P. 3098-3102.
Mitchcel J. R., Thorgeirsson U. P., Black М., Timbretl J. Increased incidence of isoniazid hepatitis in rapid acetylators: possible relation to hydranize//Clin. Pharmacol. Ther. - 1975. - Vol. 18, N 1. - P. 70-79.
Mitchell R. S., Relmensnider D., Harsch J., Bell J. New information on the clinical implication of individual variation in the metabolic handing of antituberculosis drug, particularly isoniazid//Transactions of Conference of the Chemotherapy of Tuberculosis. - Washington: Veter. Administ., 1958.- Vol. 17.- P. 77-81.
Moore К. L., Barr M. L. Nuclear morphology, according to sex, in human tissues//Acta anat. - 1954. - Vol. 21. - P. 197-208.
Serre H., Simon L., Claustre J. Les urico-frenateurs dans le traitement de la goutte. A propos de 126 cas//Sem. Hop. (Paris).- 1970.- Vol. 46, N 50. - P. 3295-3301.
Simpson N. E., Kalow W. The "silent" gene for serum cholinesterase//Amer. J. hum. Genet. - 1964. - Vol. 16, N 7. - P. 180-182.
Sunahara S., Urano М., Oqawa M. Genetical and geographic studies on isoniazid inactivation//Science. - 1961. - Vol. 134. - P. 1530- 1531.
Tjio J. H., Leva N. A. The chromosome number of men//Hereditas. - 1956.- Vol. 42, N 1, - P. 6.
Tocachara S. Progressive oral gangrene, probably due to a lack of catalase in the blood (acatalasaemia)//Lancet.- 1952. - Vol. 2.- P. 1101.

Близнецовый метод дает возможность определить. Методы в генетике человека. Близнецовый метод

Лекция № 22. Методы генетики человека

Близнецовый метод изучения генетики человека

Генетика человека (антропогенетика)

Становление генетики человека в СССР в первой половине ХХ в.: Теоретические и социокультурные аспекты

Классические законы г. Менделя 42

Федеральная программа книгоиздания России Рецензенты: канд психол наук С. А. Исайчев, доктор биол наук И. И. Полетаева Равич-Щербо И. В. и др. Р12

Близнецовый метод

Концепция близнецового метода

Разновидности близнецового метода

См.

Примечания

Ссылки

Литература

Диагностика зиготности близнецов

Классические законы г.
Менделя 42