Генетика - Типы наследования

Как наследуются генетические нарушения

Генетические нарушения, как правило, вызваны изменениями в хромосоме (или в части хромосомы) или в гене. Структурные изменения хромосом, как правило, влияют на функции ряда генов. Во время деления клетки, участки хромосом могут отделяться. Эти отделенные части могут быть утрачены полностью, они могут повторно присоединиться неправильным образом, либо они могут связываться с материалом из другой хромосомы. Синдромы эктодермальной дисплазии (ЭД) чаще всего вызваны изменениями в гене - ошибками записи в коде ДНК.

Изменения последовательности ДНК в гене могут быть либо унаследованы от родителей, либо нормальные гены могут стать измененными (мутировать) во время образования яйцеклетки или сперматозоида или даже позднее, в ходе развития. Когда клетка не точно скопировала  ДНК, могут возникнуть ошибка или изменение одной буквы ДНК (известных как «базы»). Измененная последовательность ДНК, скорее всего, приведет к изменениям при производстве белка, а поскольку белок имеет жизненно важное значение  для функционирования человеческого организма, это может привести и к нарушениям в теле человека.

Поскольку, в зачатии ребенка участвуют двое, то хромосомы, а соответственно и  содержащиеся в них гены идут парами; 23 хромосомы от матери и 23 хромосомы от отца, что в целом формирует необходимый набор из 46 хромосом. Именно хромосомы яйцеклетки и сперматозоида, несут генетическую информацию от одного поколения к другому.  При формировании сперматозоидов, одна из каждой пары хромосом помещается в развивающийся сперматозоид и точно также в яйцеклетку, так что и сперматозоид и яйцеклетка имеют одинаковый набор из 23 хромосом.

Когда яйцеклетка и сперматозоид объединяются при оплодотворении, надлежащее число хромосом 46 необходимое для развития ребенка восстанавливается. Иногда этот процесс, при котором только  одна  хромосома из пары должна помещаться  в яйцеклетку или сперму нарушается и в результате ребенок получает 47 или 45 хромосом. Наиболее распространенной хромосомной аномалией этого типа является синдром Дауна, при котором, как правило, яйцеклетка получает обе копии 21-й хромосомы, так что ребенок  в конечном итоге имеет три экземпляра этой хромосомы. Эта «передозировка» действия генов из 21 хромосомы и нарушает генный контроль при формировании организма.

Двадцать две пары хромосом у мужчин и женщин одинаковы, однако 23-я пара различна. Пары хромосом, которые являются одинаковыми для обоих полов (№ 1-22) называют аутосомами, а 23-я пара содержит половые хромосомы X и Y. Женщины имеют две X-хромосомы, тогда как у мужчин одна Х- и одна Y-хромосома. Это означает, что сперматозоиды бывают двух типов по отношению к их хромосомам, половина будет иметь Х-хромосомы, а половина Y-хромосомы. Если X-сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку, рождается девочка, а если  Y-сперматозоид - мальчик. Таким образом, сперма отца определяет пол ребенка.

Понимание того, как ведет себя хромосома во время формирования яйцеклетки и сперматозоида позволило нам объяснить простейшие закономерности наследования характера (или например болезни), как первоначально наблюдалось Грегором Менделем в его исследовании растений гороха более века назад. Существуют три простых типа наследования. Первые два связаны с одной из пар генов на хромосомах от 1-й до 22-й и называют аутосомно-доминантным и аутосомно-рецессивным типом наследования. Третий, тип наследования связанный с полом, включает в себя один из генов на Х-хромосоме и по этой причине  называется Х-сцепленным типом наследования.

Эти три «менделевских» типа наследования показаны ниже в виде простых хромосомных диаграмм, где отображаются только одна пара хромосом и только один ген в ней.

 

Аутосомно-доминантный тип наследования определяется в тех случаях когда единственной копии измененного гена достаточно, чтобы вызвать проблемы у человека, который его имеет, несмотря на то, что этот человек имеет и другую, неповрежденную копию этого же гена. Таким образом, этот человек будет иметь 50%-ную вероятность (1:2) передачи генетической поломки каждому из своих детей независимо от пола родителя или ребенка.

Аутосомно-рецессивный тип наследования это, когда нарушение передается только тогда, когда обе копии соответствующего гена изменены. Это происходит почти всегда, когда оба родителя являются носителями измененного гена (сами не подвержены его влиянию) при этом оба родителя могут передать одному и тому же ребенку свою измеренную копию этого гена. В этом случае ребенок не имеет ни одной копии нормального гена и в этом случае естественно будет подвержен патологии. Поскольку каждый родитель имеет одну копию аномального гена, то, следовательно, их вероятность родить ребенка подверженного ЭД будет равна один к четырем (1:4).

Это объясняется следующим образом (см. диаграмму):

1 ребенок из 4-х может получить копию аномальных генов от каждого из родителей и определенно будет подвержен влиянию аномального гена.

2-е детей из 4-х может получить копию аномального гена от одного родителя и одну копию нормального гена от другого родителя и следовательно, будут являться носителями

1 ребенок из 4-х может наследовать нормальные гены от каждого из родителей и соответственно получит обычное развитие (не будет подвержен ЭД).

Важно понимать, что вероятность определенная таким образом не имеет памяти; она составляет 50% (аутосомно-доминантный) или 25% (аутосомно-рецессивный) в каждой отдельно взятой беременности, независимо от того, какой результат имел место в предыдущей беременности.

Х-сцепленный рецессивный - Понимание того, что многие гены, важные для функций различных тканей человеческого тела переносятся на Х-хромосоме, а Y-хромосома  несет только информацию о половой принадлежности к мужскому полу, позволяет нам объяснить Х-сцепленный тип наследования (см. диаграмму). Если мутация в гене на хромосоме X вызывает, какие либо проблемы, то, как правило, это выражается гораздо более сильно у мужчин, чем у женщин. Это происходит потому, что мужчина имеет единственную копию каждого гена на Х-хромосоме, в то время как у женщины имеется вторая Х-хромосома, несущая неизмененную копию гена, которая в свою очередь может компенсировать неисправности дефектного гена из первой хромосомы. 

Однако, несмотря на это, мутация в гене на Х-хромосоме может часто проявляться и у женщин, поскольку только один из двух генов активизируется в любой клетке организма. На самом деле, у женщины имеются участки тела, где используется гены с одной Х-хромосомы, и другие, где используются гены с другой Х-хромосомы. Какая именно Х-хромосома будет активна, в какой либо области тела (организма)  является действительно случайным.

Новая мутация
Иногда, генетическая патология возникает не наследственно при передаче генетической поломки от одного из родителей, а спонтанно на раннем этапе развития эмбриона. В этом случае патология классифицируется как новая мутация. Когда у ребенка обнаруживается синдром эктодермальной дисплазии, в то время как, с помощью  молекулярной диагностики (по крови) доказано, что оба родителя не являются носителями этого синдрома, существует только очень маленькая вероятность того, что мутация произойдет и у другого ребенка тех же родителей. Однако у их ребенка, уже получившего спонтанную мутацию гена, будет вероятность передачи генной поломки на своих детей.

Мальчик, рожденный от женщины-носителя, имеет 50%-ную вероятность быть подверженным ЭД, а девочка имеет 50%-ный шанс стать носителем, подобно ее матери. Все сыновья мужчины с ЭД не будут подвержены синдрому (они получают Y хромосомы отца), но все дочери станут носителями (они получат Х-хромосомы отца).

Если выявлено, что статистическая вероятность рождения ребенка с генетической патологией низка (что довольно часто случается в результате консультации с генетиком), это здорово утешает родителей, и наоборот, очень огорчает, когда выявляется, что шансы рождения ребенка с патологией высоки. И все же люди часто желают знать определенно, являются ли они носителями синдрома или нет, подвержен ли патологии развивающийся в утробе ребенок или нет. Иначе, они находятся в состоянии мучительной неопределенности. Только благодаря последним достижениями молекулярной генетики стали возможными, как тестирование большинства носителей, так и ранняя пренатальная диагностика.

Синдромы эктодермальной дисплазии действительно могут передаваться из поколения в поколение. Тем не менее, вероятность того, что мужчина и женщина будут иметь ребенка с ЭД, будет зависеть от типа наследования эктодермальной дисплазии в этой конкретной семье.

Таким образом, мы настоятельно рекомендует лицам, которые диагностированы синдромом эктодермальной дисплазии, или диагностированы как носители синдрома ЭД, а также родителям детей, подверженных ЭД пройти консультацию у генетика. На этом сайте мы можем предоставить лишь краткий обзор наиболее распространенных типов наследования, но поскольку  каждый синдром и картина наследования будет специфична для каждой семьи, мы советуем вам поговорить с генетиком о вероятности передачи эктодермальной дисплазии на будущие поколения.

Новости

20.сен.15 20:39

06.11.15г. в г. Санкт-Петербурге состоится встреча семей ЭДДИ......

10.мар.15 20:30

Впервые в истории российского телевидения основой развлекательного проекта стала идея благотворительности.......

Рассказать друзьям: