Сборник ситуационных задач по генетике.
advertisement
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ставропольская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации КАФЕДРА БИОЛОГИИ С ЭКОЛОГИЕЙ А.Б.Ходжаян, Л.А. Краснова, Н.Н. Федоренко СБОРНИК СИТУАЦИОННЫХ ЗАДАЧ ПО ГЕНЕТИКЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ I КУРСА (дополненное) Ставрополь 2009 УДК 575.191(076.1) Сборник ситуационных задач по генетике для студентов 1курса. Издание 2-е, дополненное. Ставрополь. Изд.: СГМА, 2009. С. 21. Составители: Ходжаян А.Б., Краснова Л.А., Федоренко Н.Н. АННОТАЦИЯ Данное пособие содержит блок ситуационных задач по курсу общей и медицинской генетики, подобранных с учетом профессиональной направленности обучения студентов медицинского вуза. Такого рода задачи дают возможность получить навыки в диагностике наследственных заболеваний и расчете риска рождения потомства с наследственно обусловленными аномалиями развития, которые могут встречаться во врачебной практике. Рецензент к.м. доц. Филимонов Ю.А. © Ставропольская государственная медицинская академия, 2009 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Менделирующие признаки 4 Взаимодействие аллельных генов в детерминации признаков Множественные аллели: наследование групп крови по системе АВО Пенетрантность Взаимодействие неаллельных генов 1.Задачи на комплементарность 2.Задачи на эпистаз 3.Задачи на полимерию 4.Резус – фактор Хромосомная теория наследственности. Сцепленное с полом наследования Медико – генетическое консультирование. Генеалогический метод Молекулярные болезни. Популяционно – статистический метод Ситуационные задачи, в решении которых используются данные биохимического и других методов генетики 6 3 7 7 9 9 10 10 12 12 16 19 20 Менделирующие признаки Задача 1. Галактоземия (неспособность усваивать молочный сахар) наследуется как аутосомный рецессивный признак. Успехи современной медицины позволяют предупредить развитие болезни и избежать тяжелых последствий нарушения обмена. Какова вероятность рождения больных детей в семье, где один из супругов гомозиготен по гену галактоземии, но развитие болезни у него было предотвращено диетой, а второй гетерозиготен по галактоземии? Задача 2. У человека ген карих глаз доминирует над геном голубых глаз, а умение владеть преимущественно правой рукой над леворукостью. Обе пары генов расположены в разных хромосомах. а) Какими могут быть дети, если их родители гетерозиготны? б) Какими могут быть дети, если отец левша, но гетерозиготен по цвету глаз, а мать голубоглазая, но гетерозиготна в отношении умения владеть руками? Задача 3. У человека некоторые формы близорукости доминируют над нормальным зрением, а цвет карих глаз над голубыми. Гены обеих пар не сцеплены. Какое потомство можно ожидать от брака гетерозиготного мужчины с женщиной, имеющей голубые глаза и нормальное зрение? Задача 4. У человека имеется две формы глухонемоты, которые определяются рецессивными аутосомными несцепленными генами. а) Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где оба родителя страдают одной и той же формой глухонемоты, а по другой форме глухонемоты они гетерозиготны? б) Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где оба родителя страдают различными формами глухонемоты, а по второй паре генов глухонемоты каждый из них гетерозиготен? Задача 5. Некоторые формы катаракты и глухонемоты у человека наследуются как аутосомные рецессивные несцепленные между собой признаки. Отсутствие резцов и клыков верхней челюсти также может передаваться как рецессивный признак. а) Какова вероятность рождения детей со всеми тремя аномалиями в семье, где родители гетерозиготны по всем трем парам генов? б) Какова вероятность рождения детей со всеми тремя аномалиями в семье, где один из родителей страдает катарактой и глухонемотой, но гетерозиготен по третьему признаку, а второй супруг гетерозиготен по 4 катаракте и глухонемоте, но страдает отсутствием резцов и клыков верхней челюсти? Задача 6. Синдактилия (сращение пальцев) наследуется как доминантный аутосомный признак. Какова вероятность рождения детей со сросшимися пальцами в семье, где один из родителей гетерозиготен по анализируемому признаку, а другой имеет нормальное строение пальцев? Задача 7. У человека умение владеть преимущественно Правой рукой доминирует над умением владеть преимущественно левой рукой. Мужчина правша, мать которого была левшой, женился на женщине правше, имевшей трех братьев и сестер, двое из которых левши. Определите возможные генотипы женщины и вероятность того, что дети, родившиеся от этого брака, будут левшами. Задача 8. Фенилкетонурия - нарушение обмена аминокислоты фенилаланина. в результате которого развивается слабоумие, - наследуется как рецессивный признак. Какими могут быть дети в семье, где родители гетерозиготны по этому признаку? Задача 9. У человека ген полидактилии (шестипалость) доминирует над геном нормального строения кисти: а) определите вероятность рождения шестипалых детей в семье, где оба родителя гетерозиготны; 6) в семье, где один из родителей имеет нормальное строение кисти, а второй - шестипалые, родился ребенок с нормальным строением кисти. Какова вероятность рождения следующего ребенка тоже без аномалии? Задача 10. Болезнь Вильсона (нарушение обмена меди) наследуется как рецессивный признак. Какова вероятность рождения больных детей в семье, где один из супругов страдает анализируемым заболеванием, а другой здоров, здоровы были также и его родители, братья, сестры? Задача 11. Детская форма амавротической семейной идиотии (болезнь Тея-Сакса) наследуется как аутосомный рецессивный признак и заканчивается обычно смертельным исходом к 4-5 годам. Первый ребенок умер в семье от анализируемой болезни в то время, когда должен был родиться второй. Какова вероятность того, что второй ребенок будет страдать той же болезнью? Задача 12. Ахондроплазия (наследственная карликовость) передается как доминантный аутосомный признак. В семье, где оба Супруга страдают 5 ахондроплазисй, родился нормальный ребенок. Какова вероятность того, что следующий ребенок тоже будет нормальным? Взаимодействие аллельных генов в детерминации признаков 1. Неполное доминирование. Задача 1. Серповидноклеточная анемия наследуется как неполностью доминантный аутосомный признак. Гомозиготные особи умирают обычно до полового созревания, гетерозиготные жизнеспособны, анемия у них проявляется чаще всего субклинически. Малярийный плазмодий не может использовать для своего питания 8-гемоглобин, поэтому люди, имеющие эту форму гемоглобина, не болеют малярией. а) Какова вероятность рождения детей, устойчивы к малярии, в семье, где один из родителей гетерозиготен в отношении серповидноклеточной анемии, а другой нормален в отношении этого признака? б) Какова вероятность рождения детей, неустойчивых к малярии, в семье, где оба родителя устойчивы к паразиту? Задача 2. Серповидноклеточная анемия и талассемия наследуются как два признака с неполным доминированием. Гены не сцеплены между собой и находятся в аутосомах. У гетерозигот по серповидноклеточной анемии, также как и у гетерозигот по талассемии, заболевание не имеет выраженной клинической картины. Во всех случаях носители гена талассемии или серповидноклеточной анемии устойчивы к малярии. У дигетерозигот развивается микродрепаноцитарная анемия (В.П.. Эфроимсон, 1968). Гомозиготы по серповидноклеточной анемии и талассемии в подавляющем большинстве случаев умирают в детстве. Определите вероятность рождения здоровых детей и устойчивых к малярии, где оба родителя устойчивы к малярии, но по разным причинам. Задача 3. Семейная гиперхолестеринемия (повышенное содержание холестерина в крови) наследуется как аутосомно-доминантный признак. У гетерозигот это заболевание выражается в высоком содержании холестерина в крови, у гомозигот, кроме того, развиваются ксантомы (доброкачественные опухоли кожи и сухожилий), атеросклероз. Определите возможность рождения детей с аномалией и степень ее развития в семье, где один из родителей, кроме высокого содержания холестерина в крови, имеет ксантомы и атеросклероз, а другой нормален в отношении анализируемого признака. 6 Множественные аллели: наследование групп крови в системе АВО Задача 1. У матери первая группа крови, а у отца 4. Могут ли дети наследовать группу крови одного из родителей? Задача 2. В родильном доме перепутали двух мальчиков Родители одного из них имеют первую и вторую группу крови, родители второго вторую и четвертую. Исследование показало, что дети имеют первую и четвертую группы крови. Определите кто чей сын. Задача 3. Родители имеют 2 и 3 группы крови. У них родился ребенок с I группой крови и больной серповидноклеточной анемией (наследование аутосомное с неполным доминированием, не сцеплено с группами крови) Определите, вероятность рождения детей с 4 группой крови. Задача 4. В семье, где жена имеет 1 группу крови, а муж - 4. родился сын дальтоник с 3 группой крови. Оба родителя различают цвета нормально. Определите вероятность рождения здорового сына и его возможные группы крови. Задача 5. У человека группы крови определяются тремя аллелями одного локуса. Гены принято записывать IА, 1B, i. При различных сочетаниях генов образуются четыре группы крови: первая с генотипом ii, вторая IA IA или IA i, третья IB IB или IB i, четвертая - ГA IB. определенные группы крови имеет большое значение не только в медицине. а) Родители имеют 2 и 3 группу крови. Какие группы можно ожидать у их детей? б) Мать со второй группой крови имеет ребенка с 1 группой крови. Установите возможные группы крови отца. Пенетрантность Задача 1. Подагра определяется аутосомно-доминантным геном. Пенетрантность гена у мужчин равна 25%. а у женщин - 0%. Какова вероятность заболевания подагрой детей у гетерозиготных родителей? Задача 2. Отосклероз наследуется как доминантный аутосомный признак с пенетрантностью 30%. Отсутствие боковых верхних резцов наследуется как сцепленный с Х-хромосомой рецессивный признак с 7 полной пенетрантностью. Определите вероятность проявления у детей обоих аномалий одновременно в семье, где мать гетерозиготна в отношении обоих признаков а отец нормален по обеим парам генов. Задача 3. Отосклероз наследуется как доминантный аутосомный признак с пенетрантностью 30%. Гипертрихоз наследуется как признак, сцепленный с У-хромосомой с полным проявлением к 17 годам. Определите вероятность проявления одновременно обеих аномалий у детей в семье, где жена нормальная, а муж имеет обе аномалии, но мать его была нормальной женщиной. Задача 4. Синдром Ван дер Хеве наследуется как доминантный аутосомный признак, детерминируемый плейотропным геном, определяющим голубую окраску склеры, хрупкость костей и глухоту. Пенетрантность признаков изменчива. В ряде случаев (К. Штерн, 1965) она составляет по голубой склере почти 100%, хрупкости костей 63%. глухоте - 60%. Носитель голубой склеры, нормальный в отношении других признаков синдрома, вступает в брак с нормальной женщиной, происходящей из благополучной по синдрому Ван дер Хеве семьи. Определите вероятность проявления у детей признака хрупкости костей. По линии мужа признаками синдрома обладает лишь один из его родителей. ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ: Ангиоматоз сетчатки глаза (расширение и новообразования сосудов сетчатки и дегенерация в ней нервных клеток) наследуются как доминантный аутосомный признак с пенетрантностью 50%. Определите вероятность заболевания в семье, где оба родителя являются гетерозиготными носителями ангиоматоза. А - ген ангиоматоза P А - ген нормы G F Aa A, a AA, Aa, Aa, aa x Aa A, a Ответ: Вероятность рождения детей-носителей гена ангиоматоза составляет 75% от всех детей, однако фенотипически этот ген проявится только у половины детей, т.к. его пенетрантность равна 50%. Следовательно, вероятность заболевания детей ангиоматозом составит 37,5%. 8 Взаимодействие неаллельных генов 1. Задачи на комплементарность Задача 1. У европейцев имеет место взаимодействие двух пар неаллельных генов, контролирующих синтез антигенов в Кell - системе крови. Один из генов детерминирует синтез вещества - предшественника этих антигенов и является доминантным Х-сцепленным геном. Второй ген является аутосомно-доминантным (его частота в популяциях составляет 0,05%). Он определяет синтез Кеll - антигенов, который возможен только в присутствии гена — предшественника. Рецессивное состояние последнего ведет к развитию акантоцитоза («колючие» эритроциты) и их разрушению (гемолизу). У здоровых родителей родился сын, страдающий акантоцитозом. Определите вероятные генотипы ребенка и родителей, если они являются гомозиготными по локусу Кеll - антигена. Задача 2. У разводимых в звероводческих хозяйствах норок цвет меха определяется двумя парами несцепленных неаллельных генов, сочетание которых даст следующие фенотипы: А-вв - бежевый, ааВ - серый. А-В - коричневый, аавв - кремовый. а) Какой цвет норок комплеменатрный? б) Какое потомство и в каком соотношении получится при скрещивании гетерозиготных коричневых норок с кремовыми? Задача 3. У человека пигментация волос обусловлена комплементарным действием генов. Ген М контролирует образование чёрного пигмента и представлен тремя аллелями: Мbk. Мbw. Мbd. Доминирование Мbk > Мbw > Мbd. Первый обусловливает синтез значительных, второй -промежуточных и третий - малых количеств пигмента . Последний нельзя путать с аллелем альбинизма, локализующемся в другом локусе. У гомозигот по аллелю альбинизма пигмент вообще не образуется. Кроме вышеуказанных трех аллелей, существует доминантный неаллельный ген К, который контролирует синтез красного пигмента. Рецессивный ген в гомозиготном состоянии приводит к отсутствию красного пигмента. Сочетание названных аллелей даёт весь спектр окраски волос у человека. Мbd Мbdrr- блондин. МbkМbk-брюнет, bd bd М М RR - ярко-рыжий, МbkМbdRr- каштановый, Мbw МbdRR темно-рыжий, МbwМbwRr- каштановый, МbwМbdrr -шатен. а) В семье отец блондин, мать брюнетка. Унаследуют ли дети цвет волос родителей? 9 6) Может ли в семье, где отец брюнет, а мать шатенка, родиться ярко-рыжий ребенок? в) Может ли в семье, где отец имеет каштановые волосы, а мать шатенка, родиться ребенок блондин? 2. Задачи на эпистаз Задача 1. У лошади ген С определяет серую окраску шерсти. В то же время он является супрессором по отношению к генам В, определяющим вороную масть, и в - рыжую масть. То есть вороная и рыжая масти могут проявляться только в случае рецессивной гомозиготы но гену С. Определите расщепление потомства по фенотипу в случае скрещивания дигетерозиготных серых лошадей. Задача 2. Так называемый «Бомбейский феномен» состоит в том, что в семье, где отец имел 1 группу крови, а мать 3, родилась девочка с I группой крови. Она вышла замуж за мужчину со 2 группой крови, и у них родились две девочки: первая с 4 группой крови, а вторая с 1 группой крови. Появление в 3-ем поколении девочки с 4 группой крови вызвало недоумение. Однако в литературе было описано еще несколько подобных случаев. По сообщению В. Маккьюсика, некоторые генетики склонны объяснить это явление редким рецессивным эпистатическим геном, способным подавлять действие генов, определяющих группы крови АВ и АВ. Принимая эту гипотезу: а) установите вероятные генотипы всех трех поколений, описанных в «Бомбейском феномене»; б) определите вероятность рождения детей с 1 группой крови в семье первой дочери из 3-его поколения, если она выйдет замуж за такого же по генотипу мужчину, как и она сама; в) определите вероятность 1 группы у детей второй дочери, если она выйдет замуж за мужчину с 4 группой крови, но гетерозиготного по редкому эпистатичному гену. 3. Задачи на полимерию Задача 1. Рост человека контролируется несколькими парами генов, которые взаимодействуют по типу полимерии. Если пренебречь факторами среды и условно ограничиться лишь тремя парами генов, то можно допустить, что в такой популяции самые низкорослые люди имеют все 10 рецессивные гены и рост 150 см, самые высокие - доминантные гены и рост 180 см. а) Определите рост людей, гетерозиготных по всем трем парам гонов роста. б) Низкорослая женщина вышла замуж за мужчину среднего роста. У них было четверо детей, которые имели рост 165 см. 160 см, 155см. 150см. Определите генотип родителей и их рост. Задача 2. При наличии гена М, обеспечивающего способность синтезировать меланин, у человека различия в цвете кожи обусловливаются в основном двумя парами независимо расщепляющихся генов А1А1 А2А2 черная кожа, а1а1а2а2; - белая кожа. Любые три аллеля черной кожи дают темную кожу, любые два - смуглую, один – светлую. Каковы генотипы следующих родителей: а) оба смуглые, имеют одного черного и одного белого ребенка; б) оба черные и имеют ребенка альбиноса; в) оба смуглые и дети тоже смуглые; г) один смуглый, а другой светлый; из большого числа детей 3/8 смуглых, 1/8 темных, 1/8 белых? ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ Вес человека контролируется несколькими парами неаллельных генов, которые взаимодействуют по типу полимерии. Если пренебречь факторами среды и условно ограничиться лишь тремя парами генов, то можно допустить, что в какой-то популяции среди людей одного роста лица, имеющие наиболее низкий вес (50 кг), являются рецессивными гомозиготами, а лица, имеющие наиболее высокий вес (110 кг) доминантными гомозиготами. Определите вес людей данного роста, гетерозиготных по всем трем парам генов. а1а1а2а2а3а3 - 50 кг; А1А1А2А2А3А3 - 110 кг; А1а1А2а2А3а3 - ?. Разница в весе между доминантными и рецессивными гомозиготами 60 кг, следовательно, один доминантный полимерный ген детерминирует прирост веса в 10 кг (60 : 6), значит, вес тригетерозигот = 50 + (10 х 3) = 80 кг. Ответ: вес тригетерозигот равен 80 кг. 11 4. Резус-фактор В простейшем варианте резус-положительность доминирует над резус-отрицательностью и практически наследование Rh-фактора иммитирует моногогенное наследование. Однако ряд исследований показывает, что система Rh определяется тремя антигенными факторами, которые детермируются тремя тесно сцепленными генами, внутри аллельных пар которых действует полное доминирование, а при взаимодействии между ними «эффект положения». Все это обусловливает разнообразие вариантов резус-антигенов и соответственно резус несовместимости. Обозначаются эти гены обычно буквами С, Д, Е. Но не все подробности наследования резус-фактора выяснены. Если речь идет о наследовании вообще фенотипа Rh+ или Rh-, то этот вопрос решается просто, исходя из принципов моногенного наследования при полном доминировании. Задача. В семье родился резус-отрицательный ребенок. Какие варианты фенотипов и генотипов по этому признаку могут быть у его родителей? Хромосомная теория наследственности. Сцепленное с полом наследования. Задача 1. Катаракта и полидактилия у человека обусловлены доминантными, тесно сцепленными генами. Однако, сцепленными могут быть не только гены указанных аномалий. Например, ген катаракты может быть сцеплен с геном нормального строения кисти и. наоборот, ген нормального строения хрусталика глаза - с геном полидактилии. а) Женщина унаследовала катаракту от своей матери, а полидактилию - от отца. Её муж нормален в отношении обоих признаков. Чего скорее можно ожидать у их детей: одновременного проявления катаракты и полидактилии, отсутствия обоих этих признаков или наличия одной только аномалии? 6) Какое потомство можно ожидать в семье, где оба родителя гетерозиготны по обоим признакам? Задача 2. Ген цветной слепоты и ген ночной слепоты наследуются как рецессивные сцепленные с Х-хромосомой. Расстояние между этими генами составляет 50 морганид. Определите вероятность рождения детей одновременно с обеими аномалиями в семье, где жена имеет нормальное зрение, но её мать страдала ночной слепотой, а отец - цветной слепотой. Муж ее нормален по этим признакам. 12 Задача 3. У человека локус резус-фактора сцеплен с локусом, определяющим форму эритроцитов, и находится от него на расстоянии 3-х морганид. Резус-положительность и эллиптоцитоз (ненормальная форма эритроцитов в виде эллипса) определяются доминантными аутосомными генами. Один из супругов гетерозиготен по обоим признакам. При этом резус-положительность он унаследовал от одного родителя, а эллиптоцитоз - от другого. Второй супруг резус - отрицателен и имеет нормальные эритроциты. Определите процентное соотношение вероятных генотипов и фенотипов детей в семье. Задачи 4. У крыс темная окраска шерсти доминирует над светлой, а розовый цвет глаз - над красным. Оба признака сцеплены. В лаборатории от скрещивания розовоглазых тёмношерстных крыс с красноглазыми светлошерстными получено потомство: светлых красноглазых - 24, темных красноглазых - 25, светлых розовоглазых - 24, темных розовоглазых - 26. Определите расстояние между генами окраски шерсти и цвета глаз. Пояснение к решению задачи; для измерения расстояния между генами пользуются формулой а+с Х-=—— х 100%. п где Х - расстояние между генами, а - количество кроссоверных форм первой группы, с - количество кроссоверных форм второй группы, п - общее число потомков в данном опыте. Задача 5. Гипоплазия эмали (тонкая зернистая эмаль, зубы светлобурого цвета) наследуется как доминантный сцепленный с X - хромосомой признак. В семье, где оба родителя страдали отмеченной аномалией, родился сын с нормальными зубами. Определите вероятность того, что следующий ребенок тоже будет с нормальными зубами. Задача 6. Девушка, имеющая нормальное зрение, отец которой страдал цветной слепотой, выходит замуж за нормального мужчину, отец которого также страдал цветной слепотой. Какое зрение можно ожидать у детей от этого брака? Задача 7. Ангидрозная эктодермальная дисплазия (отсутствие потоотделения, нарушение терморегуляции) передается как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой признак. Нормальная женщина выходит замуж за мужчину, больного ангидрозной эктодермальной дисплазией. У них 13 рождается больная девочка и здоровый сын. Определить вероятность рождения следующего ребенка без аномалии. Задача 8. Если альбинизм определяется рецессивным, аутосомным геном, а гемофилия рецессивным сцепленным с Х-хромосомой геном, может ли быть мужчина гемофиликом и альбиносом одновременно? Задача 9. У человека есть наследственное аллергические заболевание геморрагический диатез, вызываемое рецессивным геном. Аллели этого гена сцеплены с Х-хромосомой и У-хромосомой. Определите, какие дети будут в семье, где: а) жена здорова, а муж болен; б) жена здорова, но ее мать страдала геморрагическим диатезом, муж болен. Задача 10. Если мужчина с цветной слепотой женился на нормальной женщине и они имеют двоих детей: нормальную дочь и сына с цветной слепотой, что можно сказать о генотипе матери? Задача 11. Отец и сын в семье гемофилики с карими глазами, а мать имеет нормальную свертываемость крови и голубые глаза. Можно ли сказать, что сын унаследовал все признаки от отца? Задача 12. У человека псевдогипертрофическая мышечная дистрофия (смерть в 14-20 лет) в некоторых семьях зависит от рецессивного, сцепленного с полом гена. Болезнь зарегистрирована только у мальчиков. Почему? Если больные мальчики умирают до деторождения, то почему эта болезнь не элиминируется из популяции? Задача 13. Мужчина, страдающий дальтонизмом и глухотой, женился на женщине, нормальной по зрению и хорошо слышащей. У них родился сын глухой и дальтоник и дочь дальтоник, но с хорошим слухом. Определите вероятность рождения в этой семье дочери с обеими аномалиями, если известно, что дальтонизм и глухота передаются как рецессивные признаки, но дальтонизм сцеплен с X-хромосомой, а глухота аутосомный признак. Задача 14. Пигментный ретинит (прогрессирующее снижение поля зрения и ночная слепота, нередко приводящие к полной слепоте) может наследоваться тремя путями: как аутосомный доминантный признак, как аутосомный рецессивный и как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой. Определите вероятность рождения больных детей в семье, где мать больна пигментным ретинитом и является гетерозиготной по всем трем парам 14 генов, отец здоров и гомозиготен по соответствующим генам аутосом. Однако, впоследствии было установлено, что ген пигментного ретинита сцеплен с Х и У хромосомами, т.е. располагается в гомологичных участках этих хромосом. Решить второй вариант задачи при условии, что отец здоров и гомозиготен по этим трем парам генов. Задача 15. Акаталазия - снижение или отсутствие каталазы в крови и тканях, приводящее к появлению язв на деснах и выпадению зубов- Тип наследования аутосомно-рецессивный. Отсутствие боковых верхних резцов наследуется как рецессивный сцепленный с X-хромосомой признак. В семье, где жена здорова, а у мужа отсутствуют резцы, родилась дочь, у которой в десятилетнем возрасте появились язвы на деснах. Биохимический анализ крови показал снижение каталазы. У младшего сына отсутствуют резцы. Оценить в этой семье вероятность рождения детей с обеими аномалиями. ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ У человека дальтонизм обусловлен сцепленным с Х-хромосомой рецессивным геном. Талассемия как аутосомный доминантный признак наблюдается в двух формах: у гомозигот тяжелая, часто смертельная, у гетерозигот менее тяжелая. Женщина с нормальным зрением, но с легкой формой талассемии состоит в браке со здоровым мужчиной, имеет сына дальтоника с легкой формой талассемии. Какова вероятность рождения следующего сына без аномалий? Хd- дальтонизм ХD - норма А - талассемия а - норма АА - тяжелая форма талассемии Аа - менее тяжелая форма P F P G XDX-Aa F XDXdAa; XdXdAa; X YAa, XDXdAa XDA, XDa, XdA, Xda d XDYAa; XdYAa; x XDYaa следовательно: x XDYaa XDa, Ya XDXdaa; XDYaa; XdXdaa; XdYaa Ответ: ХDYаа - 12,5% по отношению ко всем детям; среди всех мальчиков - 25%. 15 Медико-генетическое консультирование. Генеалогический метод. Задача 1. Пробанд-юноша страдает дефектом ногтей и коленной чашечки. Этот синдром был и у отца пробанда, а мать была здорова. Дедушка пробанда по линии отца с синдромом, а бабушка здорова. Отец пробанда имеет четырех сестер и трех братьев. Из них два брата и две сестры с синдромом дефекта ногтей и коленной чашечки. Больной дядя пробанда по линии отца женат на здоровой женщине и имеет двух дочерей и сына. Все они здоровы. Определите тип наследования и вероятность появления детей с заболеванием в семье пробанда, если его супруга не будет страдать дефектом ногтей и коленной чашечки. Задача 2. Пробанд болен врожденной катарактой. Он состоит в браке со здоровой женщиной и имеет больную дочь и здорового сына. Отец пробанда болен катарактой, а мать здорова. Мать пробанда имеет здоровую сестру и здоровых родителей. Дедушка по линии отца пробанда болен, а бабушка здорова. Пробанд имеет по линии отца здоровых родных тетю и дядю. Дядя женат на здоровой женщине. Их три сына (двоюродные сибсы пробанда по линии отца) здоровы. Определите тип наследования и вероятность рождения в семье дочери пробанда больных детей, если она выйдет замуж за гетерозиготного по катаракте этого типа мужчину. Задача 3. Пробанд - здоровая женщина. Ее сестра также здорова, а два брата страдают дальтонизмом. Мать и отец пробанда здоровы. Четыре сестры матери пробанда здоровы, мужья их также здоровы. О двоюродных сибсах со стороны матери пробанда известно: в одной семье один больной брат, две сестры и брат здоровы; в двух других семьях по одному больному брату и по одной здоровой сестре; в четвертой семье - одна здоровая сестра. Бабушка пробанда со стороны матери здорова, дед страдал дальтонизмом. Со стороны отца пробанда больных дальтонизмом не отмечено. Определите тип наследования и вероятность рождения у пробанда больных дальтонизмом детей при условии, если она выйдет замуж за здорового мужчину. Задача 4. Пробанд - здоровая женщина имеет четырех братьев, два из которых больны алкаптонурией (отсутствие фермента, окисляющего гомогенгизиновую кислоту). Мать пробанда здорова и имеет двух здоровых братьев. Отец пробанда болел алкаптонурией и является двоюродным братом жены. У него есть здоровый брат и здоровая сестра. Бабка по линии 16 отца была больной и состояла в браке со своим двоюродным здоровым братом. Бабка и дед пробанда по линии матери здоровы. Определите тип наследования и вероятность рождения больных детей в семье пробанда при условии, если она выйдет замуж за здорового мужчину, мать которого страда алкаптонурией. Задача 5. В медико-генетическую консультацию обратилась здоровая женщина, которая имеет брата и сестру. Брат страдает ангидрозной эктодермальной дисплазией (отсутствие потоотделения, части зубов и нарушение терморегуляции) и женат на здоровой женщине, с которой имеет двух здоровых дочерей. Сестра и родители пробанда здоровы. Однако по линии матери указанная патология была у бабки пробанда, вышедшей замуж за здорового мужчину, а также у двоих братьев матери пробанда. Единственная сестра матери пробанда была здоровой. Определите тип наследования и вероятность рождения больных детей у пробанда, если она выйдет замуж за здорового мужчину. Задача 6. В четвертом поколении семьи, проживающей на изолированных островах в Норвегии, в семьях трех двоюродных сибсов родилось шестеро детей, больных фенилкетонурией, двое из которых умерли в молодом возрасте. Пробанд - здоровый мужчина, у которого в браке со здоровой женщиной родилось шестеро детей - три мальчика и три девочки. Две девочки больны фенилкетонурией, одна из них умерла рано. Жена здорова, о ее родителях нет информации. Сестра пробанда, его родители, дедушка и бабушка по линии отца здоровы. Тетя пробанда по линии отца имела здорового мужа и двух здоровых детей - мальчика и девочку. Сестра пробанда вышла замуж за своего двоюродного сибса со стороны тети. В семье родилось трое детей - два мальчика и девочка, один мальчик болен. После развода с тетей ее муж женился на здоровой женщине, у них родилось четверо детей - три дочери и сын. Самой младшей родилась дочь, которая вышла замуж за здорового мужчину. В этой семье родилось девять детей - четыре девочки и пять мальчиков. Два сына и дочь больны, один больной сын умер рано. Составить родословную, определить тип наследования и генотипы членов семьи по гену фенилкетонурии. ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ Пробанд - здоровый юноша имеет четырех братьев, больных мышечной дистрофией Дюшена. Мать и отец пробанда здоровы. У матери пробанда есть две сестры, один здоровый брат и еще два брата, больных мышечной дистрофией. Бабушка и дедушка пробанда со стороны матери здоровы. У бабушки было три здоровых сестры, два здоровых брата и один 17 брат, больной мышечной дистрофией. Все здоровые братья и сестры бабушки имели здоровых супругов. У обоих братьев было по 5 здоровых детей (мальчики и девочки). У одной из сестер бабушки был больной дистрофией сын, у второй сестры - три здоровых сына и одна здоровая дочь. Третья сестра бабушки выходила замуж несколько раз за здоровых мужчин. От первого брака у нее родился больной мышечной дистрофией сын, от второго брака двое сыновей (один здоровый и один больной). Родители бабушки пробанда по линии матери здоровы. Определите вероятность рождения больных детей в семье пробанда, если его супруга будет иметь такой же генотип, как мать пробанда. Тип наследования: рецессивный, сцепленный с полом. P X DY x X DX d G X D, Y X D, X d D D D d F X X ; X X ; XDY; XdY Ответ: Риск рождения больных детей равен 25%. При этом больными могут быть только мальчики и риск рождения среди них с аномалией составляет 50%. 18 Молекулярные болезни. Популяционно-статистический метод. Задача 1. Алкаптонурия характеризуется окрашиванием суставных хрящей в оранжевый цвет и быстрым потемнением подщелоченной мочи. В возрасте после 40 лет при этой аномалии развивается упорный полиартрит, приводящий к тугоподвижности суставов. Наследуется как аутосомнорецессивный признак. Заболевание встречается с частотой 1:100000. Вычислите процент гетерозигот в популяции. Задача 2. Глухонемота связана с врожденной глухотой, которая препятствует нормальному усвоению речи. Наследование аутосомнорецессивное. Для европейских стран частота заболевания составляет 2:10000. Определите возможное число гетерозиготных по глухонемоте людей в районе, включающем 8000000 жителей. Задача 3. Гиперхолестеринемия (повышенное содержание в крови холестерина) является аутосомно-доминантным' признаком. Среди населения Европы Гиперхолестеринемия встречается с частотой 2:1000 новорожденных. Определите частоту доминантных и рецессивных генов по данному признаку. Задача 4. Врожденный вывих бедра наследуется доминантно, средняя пенетрантноеть 25%. Заболевание встречается с частотой 6:10000. Определите число и процент гомозиготных особей по рецессивному гену среди 10 000 населения. ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ В районе с населением в 500 000 человек зарегистрировано четверо с алкапто-нурией (наследование аутосомно-рецессивное). Определите количество гетерозигот по анализируемому признаку в данной популяции. а - алкаптонурия q = 0,000008 = 0,003 А – норма p = 1 - 0,003 = 0,997 q2 = 4 : 500 000 = 0,000008 2pq = 2 x 0,997 x 0,003 = 0,006 2 pq - ? 500 000 x 0,006 = 3 000 гетерозигот Ответ: на 500 000 человек приходится 3 000 гетерозигот по гену алкаптонурии. 19 Ситуационные задачи, в решении которых используются данные биохимического и других методов генетики Задача 1. В медико-генетическую консультацию пришли муж и жена, являющиеся троюродными братом и сестрой. Их первый ребенок болен фенилкетонурией, родители здоровы. Каким образом можно подтвердить диагноз и как помочь ребенку? Определите возможность рождения у данных родителей здоровых детей, если известно, что фенилкетонурия наследуется по аутосомнорецессивному типу. Задача 2. В медико-генетическую консультацию обратилась здоровая женщина, мать которой страдала упорными полиартритами невыясненной этиологии. Определите возможность рождения больных детей, если эта женщина выйдет замуж за мужчину, страдающего алкаптонурией. Известно, что алкаптонурия наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Какой скрининговый тест на алкаптонурию может быть использован при рождении ребенка? Задача 3. В медико-генетическую консультацию обратилась женщина по поводу того, что родившаяся у нее дочь страдает поносами, имеет падение веса и у неё отмечается рвота после кормления грудью. Рвота отмечается и после молочной смеси. Сама мать ребенка после употребления молока отмечает вздутие живота. Чувство дискомфорта в животе после приема молока отмечает и ее муж. Какой предположительно можно поставить диагноз? Каков прогноз заболевания и какие рекомендации можно дать родителям ребенка? Задача 4. В медико-генетическую консультацию обратилась здоровая женщина, у которой родился ребенок с заячьей губой, волчьей пастью и катарактой. При опросе выяснилось, что в первой половине беременности мать ребенка переболела корьевой краснухой (вирусным заболеванием). Родители пробанда, дед и бабка по линии отца и матери, а также все дяди и тети по линии родителей и их дети - здоровы. Какой предположительно можно поставить диагноз и как его обосновать? 20 21 СБОРНИК СИТУАЦИОННЫХ ЗАДАЧ ПО ГЕНЕТИКЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ I КУРСА Издание 2-е, дополненное Составители: Ходжаян А.Б., Краснова Л.А., Федоренко Н.Н. ЛР № 020326 от 20 января 1997 г. Сдано в набор 05.07.09. Подписано в печать 05.07.09.-Формат 60х99'/.б. Бумага типог. № 1. Печать офсетная. Гарнитура офсетная. Усл. печ, л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,2. Заказ 2087.Тираж 100. Ставропольская государственная медицинская академия. 355017, г. Ставрополь, ул. Мира, 310. 22
