Фогель, Мотульски - Генетика человека - 1 (947311), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Здесь был разработан генетический регистр датской популяции, а на его основе проведены исследования некоторых наследственных заболеваний, таких, как ахондроплазия (10080), поликистоз почек (17390), пороки развития и т. п. Активные группы работали в Северной Ирландии и в США (шт.
Мичиган). Исследования проводились также в Великобритании, Швеции, Финляндии, Швейцарии и ФРГ. По современным меркам многие ра- боты того времени кажутся несовершенными, хотя все, что мы знаем о частоте, разных генетических формах„уровнях мутаций и биологических приспособленностях, известно именно с тех времен. С открытием в конце 50-х гг. первых хромосомных аномалий у человека усилия генетиков, занимающихся эпидемиологией наследственных заболеваний, ослабли. Лишь несколько групп продолжают активно придерживаться этой линии исследований.
Нам кажется, что пришло время, когда специалисты в области генетики человека снова должны вернуться к полевым исследованиям, сочетая различные лабораторные методы с методами формальной генетики, мутационными исследованиями и эпидемиологней. Суизествую>п ли различия в относительных частотах ооминаптпых и речессивны х заболеваний у человеки и животных? На первый аз~лад такие различия должны существовать. У экспериментальных животных больше всего мутаций описано для )уговор)пуа те1аподагпвп 200 из них рецессивные и только 13 (6,1'/ч) доминантные, У кур известно 40 рецессивных и 28 доминантных мутаций. У мыши только 17 из 74 мутантов доминантные (23;4), а остальные рецессивные.
У кролика найдено 32 рецессивных и 6 доминантных мутаций. С другой стороны, у человека известно болыпе доминантных мутаций, чем рецессивных (табл. 3.3). Возможно, что это несоответствие обусловлено природой диагностического процесса. Человек обследует себя наиболее тщательно и потому выявляет дефекты, которые, вероятно, выпадают из поля зрения исследователей прн изучении экспериментальных животных. Например, трудно было бы установить брахидактилию у мыши, хотя в гомозиготном состоянии эта аномалия сочетается с гораздо более тяжелыми нарушениями (разд. 3.1.1). Следовательно, такой дефект, домннантный у человека, считался бы рецессивным у мыши.
Другая причина может состоя~в в том, что популяции развитых стран в отношении рецессивных генов не являются равновесными. Частота кровнородственных браков резко снижена, и поэтому вероятность встречи рецес- 3. Формальная генетика человека 175 сивного гена с идентичным партнером с образованием гомозиготы в таком обществе уменьшается. Новое равновесие будет достигнуто только в очень отдаленном будушем, когда рецессивные гены снова станут достаточно частыми (разд, 6.3.1,2).
По нашему мнению, нет серьезных оснований предполагать, что по соотношению доминантных и рецессивных мутаций человек чникален. 3.2. Закон Харди — Вайнберга и его приложения 3.2.1. Фо)янули)заика и вывод зикоия До сих пор применение законов Менделя к наследованию признаков у человека мы рассматривали с точки зрения изучения отдельных семей. Каковы, однако, следствия из этих законов для генетической структуры популяций? Область науки, в которой решаются такие проблемы, называется популяционной генетикой.
Ей посвящена глава 6, но некоторые основные понятия будут введены уже в этом разделе. Закон Харди — Вайнберга был сформулирован в 1908 г, независимо двумя этими авторами 1252; 289). Следует заметить, что еще в 1904 г. Пирсон (8333, пытаясь применить менделевские правила к количественным признакам, говорил об этой закономерности для специального случая равных часгот двух аллелей. Закон Харди --Вайнберга в его наиболее общей форме может быть сформулирован следующим образом. Пусть в определенной популяции частоты двух аллелей А и В равны соответственно р и д (р + 9 = 1). Пусть также скрещивание и репродукция по этому покусу случайны, Тогда частоты аллелей будут оставаться постоянными, а относительные частоты генотипов АА, АВ и ВВ будут соответственно рз, 2р9 и 9з, т, е членами разложения биномиального выражения (р + д)'.
Для аутосомных генов при отсутствии каких-либо нарушений указанных условий эта пропорция сохраняется во всех последующих поколениях. Вывод закона Харди — Вайнберга. Предположим, что вначале доли генотипов АА, АВ и ВВ в мужской и женской популяциях равны О, 2Н и Я соответственно. Формально распределение генотипов для обоих полов может быть записано так: 0 х АА + 2Н х АВ + Я х ВВ. (3.1) Отсюда распределение генотипических комбинаций брачных пар при случайном скрещивании получается формальным возведением в квадрат; (Р х АА + 2Н х АВ + Я х ВВ)з = Р' х х АА х АА + 4РН х АА х АВ + 20Я х х АА х ВВ+ 4Н х АВ х АВ+ 4НЯ х х АВ х ВВ+ Яз х ВВ х ВВ.
Распределение генотипов среди детей в браках разного типа будет ААхАА АА АА х АВ '/,АА+ '!,АВ ААхВВ АВ АВ х АВ '/,АА+ '/,АВ+ '/„ВВ АВ х ВВ '/,АВ + '), ВВ ВВ х ВВ ВВ Подстановка этих распределений в уравнение (3,1) дает распределение генотипов в поколении Г,: (Рз + 20 Н + Нз) АА + (20Н + 20Я + + 2Нз + 2НЯ) АВ + (Н~ + 2НЯ + Яз) ВВ = = Рз АА + 2Р9 АВ + чз ВВ, где р = 0 + Н и 9 = Н+ Я-частоты аллелей А и В соответственно в поколении родителей.
Таким образом, распределение генотипов в поколении детей однозначно определяется частотами аллелей в родительском поколении: 0' = а~, 2Н' = 2рФ Я' = 9~. Так как р 0+Н" р'+рд р а' = Н' + К' = Ра + 9' = Ф то частозы аллелей в поколении Г, равны таковым в родительском поколении. Таким образом, генотипическое распределение в следующем поколении (Г,) буде~ таким же, как в Г,, и это справедливо для всех последующих поколений. Это означает, что при аутосомном наследовании указанные соотношения, ожидаемые в первом поколении, будут сохра- ! 76 3.
Формальная генетика человека няться и в последующих поколениях. Для Х-сцепленных генов ситуация несколько сложнее 1разд. 6.1.1). Закон Харди — Вайнберга может быть переформулирован также с акцентом на то, что случайное скрещнвание эквивалентно осуществлению случайного выбора какихто двух генов из общего пула, содержащего два аллеля А и а с относительными частотами р и Ф Одно из достоинств этого закона заключается в том, что частоты контролируемых генами признаков можно выразить и сравнивать в разных популяциях в терминах генных частот. Помимо возможного упрощения описания популяций закон может также помочь уточнению типа наследования в тех случаях, когда прямой подход на основе семейных исследований оказываешься слишком трудным, Классический пример этого — группы крови АВО.
З.2.2. Соотпогпеппя Харди — Вайяберга докатывают гепетпчсскую основу групп кровя системы А ВО Мнозкествсггный иллелизм. До сих пор мы рассматривалн в каждом покусе только два разных аллеля. Однако часто встречаются ситуации когда покус может быть представлен более чем двумя аллелями.
Примеры такого имножественного аллелизма» описаны и для людей, и для экспериментальных животных. Наиболее известны среди них серия аллелей локуса кййе у ВгонорЫ!а те1алойаягег н серия альбино-покуса у кроликов. Важно помнить, что а) любой индивид может иметь максимум два аллеля из серии !если у него две гомологические хромосомы, а, например, не три, как у трисомиков); б) кроссинговер между этими аллелями может не учитываться, поскольку они расположены в гомологичных локусах.
С уточнениями этого второго условия мы будем иметь дело в разд. 3.5 в связи с обсуждением современных концепций гена. Здесь же будет описана простейшая формальная модель на примере групп крови АВО. Генг»ника груня крона А ВО. Группы крови АВО были открыты в 1900 и, Ланлштсйасром 1259). Таблица 3.4. Сравнение двух гяпотез о насле- дования групп крови АВО. 1По 1!телег А.
5, 1943, с изменениями.) Генотипы де~ей, ожидаемые в соагвнт- ствяи с гипотезой Г'няогипы ролан»лей лвух разных ляанлнльямх генах множнс гвен. ямх нллн- лях одного нокусн О х О ахл Ох В АхА А»В вхв О х АВ А х АВ Вххн АВ х АВ о о,л О,В О,А О,А,ВДВ о,в О,А,В,АВ О,А,В,АВ О,А,В,ЛВ О,А,В,АВ а О,А О,В о,л О,А,В,АВ а.в А.В А.В,АВ Л,В,АВ А,В,АВ Несчастяыс случаи, имевшие место прн переливания крови, заставили задуматься нал причиной и тем самым с~особствоваля озкрытню системы АВО. Первая разумная генетическая теория предложена фон Дунгерном а Гяршфсльдом !!911) Г63!). Для объяснения четырех феяотнпов А, В, О я АВ она предположили наличие двух независимых пар генов 1А,О; В,О), где А н  — домиааятныс аллелн. Бернштейн !1925) г574) проверил эту гипотезу, используя прежде всего соотношения, ожидаемые нз закона ХардиВнйнберга.
Он пришел к выводу об ошибочности ях концепции и предложил правильное объяснспне — тря аллеля с шестью генотипами я четырьмя фенотипамн вследствие доминирования аллелей А н В над аллелсм О. Наиболее очевидный способ проверки этих гяпозез. обратиться к семейным яссле>юваяяям. Однако различия между этими двумя гипотезамя ожидаются только для тех браков, в которых по крайней мере один яз родителей имеет группу АВ !табл. 3.4): двухяокуспая дналлельная модель допускает в таких браках наличие детей с группой О, а трехаллельная мополокусная— нет.Хотя группа АВ самая редкая, в литературе уже публиковались сообщения о дезах с группой крови О у родителей с группой АВ !лабо группа крови в таких случаях неправильно диагностирована, либо дети внебрачные).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
