Основы классической генетики Наталья Володина

Mendel 1.Mendel systematized the study of the traits, or characters, in the garden pea Theres Gregor 2.Although he published his work around the time of Darwin, the work was largely lost 3.Mendels work 1.Creates a simple way of predicting the outcome of matings 1.A genotype can be determined knowing the phenotypes of the plants 2.Predicted the existence of meiosis

Mendels laws I 1 st law (segregation) based on the observation that characteristics disappear and reappear in peas –Two members of a gene pair segregate from each other during the formation of gametes such that half the gametes carry one member and the other half carry the other member –Offspring from parental genotypes of R/r X R/r receive one of the two alleles from each parent. The dominant allele R determines the phenotype The ratio of dominant (R) to recessive (r) phenotypes would be 3:1

Mendelian Genetics R/r X R/r S/S S/s s/S s/s ¼ ½ ¼ S/s X S/s R/R R/r r/R r/r R/R = ¼ R/r = ½ r/r = ¼ The probability that an offspring will have a certain genotype is predictable knowing parental genotypes Segregation occurs here in Meiosis I in both parents Meiosis I II

R/r;S/s X R/r;S/s R/R R/r r/r ¼ ½ ¼ R/- r/r 3 : 1 S/S S/s s/s ¼ ½ ¼ S/- s/s 3 : 1 R/-;S/- R/-;s/s r/r;S/- r/r;s/s 9 : 3 : 3 : 1 Phenotypic ratios

Mendels laws II 2 nd law (independent assortment) based on experiments that showed different characteristics behaved independently Different gene pairs assort independently –One characteristic with 3:1 ratio when seen with another characteristic with a 3:1 ratio yielded a 9:3:3:1 ratio –In the previous example, the four types of possible phenotypes would be R S, R s, r S and r s (3:1 X 3:1 = 9:3:3:1)

1 Chromosomal Basis of Heredity A gene is a unit of heredity Genes are carried on DNA DNA is contained within chromosomes as chromatin

Genes on the same chromosome are inherited together, but not always the frequency of recombination was related to the distance between the genes on a chromosome,

Chromosomes replicate during cell division

The chromosome complement

Chromosome analysis Cri Du Chat results from loss of a small piece of chromosome 5

Gene Map

Chromosome pairs

Sex chromosomes These determine the sex of an individual –Two X chromosomes make a female –One X and one Y a male

Установление наследственного характера признака Установление наследственного характера признака Выяснение типа передачи НБ Выяснение типа передачи НБ Анализ пенетрантности и экспрессивности признака Анализ пенетрантности и экспрессивности признака Сцепление признака с генетическими и молекулярными маркерами Сцепление признака с генетическими и молекулярными маркерами Медико-генетическое консультирование Медико-генетическое консультирование Пробанд - больной или его родственник, с которого начинается составление родословной.

Cимволы, используемые в МГ при составлении родословных

Аутосомно-доминантный (ахондроплазия, синдром Марфана, нейрофиброматоз, миотоническая дистрофия, хорея Гентингтона) – популяционная частота - 0,5-1,0% Прослеживается в родословных только по вертикали Прослеживается в родословных только по вертикали Соотношение больных и здоровых детей 1:1 Соотношение больных и здоровых детей 1:1 Здоровые дети от больных родителей имеют здоровое потомство Здоровые дети от больных родителей имеют здоровое потомство Соотношение больных мальчиков и девочек одинаково Соотношение больных мальчиков и девочек одинаково Пациенты независимо от пола одинаково часто передают Пациенты независимо от пола одинаково часто передают болезнь болезнь У гомозигот болезнь нередко летальна У гомозигот болезнь нередко летальна Болезнь - часто результат спонтанных мутаций Болезнь - часто результат спонтанных мутаций

Аутосомно-рецессивный (муковисцидоз, ФКУ, СМА, АГС, мукополисахаридозы) - популяционная частота - 0,25% АГС, мукополисахаридозы) - популяционная частота - 0,25% Родители клинически здоровы Родители клинически здоровы Соотношение больных и здоровых детей 1:3 Соотношение больных и здоровых детей 1:3 Если больны оба супруга – дети всегда больные Если больны оба супруга – дети всегда больные Оба пола поражаются одинаково часто Оба пола поражаются одинаково часто Не исключено кровное родство супругов Не исключено кровное родство супругов В браке больного и носителя рождается 50% больных, В браке больного и носителя рождается 50% больных, больного и здорового –рождаются только здоровые больного и здорового –рождаются только здоровые

Доминантное наследование (болезнь Ретта, витамин D резистентный рахит) Поражаются мальчики в 2 раза чаще, чем девочки Поражаются мальчики в 2 раза чаще, чем девочки Женщины болеют менее тяжело, передают болезнь 50% сыновьям и 50% дочерям Женщины болеют менее тяжело, передают болезнь 50% сыновьям и 50% дочерям Больные мужчины передают болезнь всем дочерям Больные мужчины передают болезнь всем дочерям

Х-сцепленные заболевания - популяционная частота 0,25% Рецессивное наследование (миодистрофия Дюшенна, гемофилии, синдромы Мартина-Белла, Леш-Нихана, Хантера) Болеют только мальчики, Болеют только мальчики, 2/3 случаев наследуются от матерей-носительниц, 1/3 - спонтанных 2/3 случаев наследуются от матерей-носительниц, 1/3 - спонтанных Сестры больных братьев в 50% - носители мутации Сестры больных братьев в 50% - носители мутации Здоровые мужчины не передают заболевание Здоровые мужчины не передают заболевание

Y-сцепленные (нарушения сперматогенеза, рост тела, конечностей, зубов) Митохондриальные болезни (атрофия зрительного нерва Лебера, кардиомиопатии, миоклоническая эпилипсия, митохондриальная миопатия, прогрессирующая офтальмоплегия ) Болезнь передается только по материнской линии Болезнь передается только по материнской линии Болеют мальчики и девочки Болеют мальчики и девочки Больные мужчины не передают болезнь потомству Больные мужчины не передают болезнь потомству