Metode tersebut tidak dapat digunakan untuk mempelajari genetika manusia. Genetika. Metode penelitian dasar dalam genetika. Penyakit kromosom dan gen

Penggunaan metode ini dimungkinkan jika diketahui kerabat langsung - nenek moyang pemilik sifat turun-temurun ( mungkin) menurut garis ibu dan pihak ayah dalam beberapa generasi atau keturunan proband juga dalam beberapa generasi. Saat menyusun silsilah dalam genetika, sistem notasi tertentu digunakan. Setelah menyusun silsilah, dianalisis untuk mengetahui sifat pewarisan sifat yang diteliti.

Konvensi yang diadopsi saat menyusun silsilah:
1 - laki-laki; 2 - wanita; 3 - jenis kelamin tidak diketahui; 4 - pemilik sifat yang sedang dipelajari; 5 - pembawa heterozigot dari gen resesif yang sedang dipelajari; 6 - pernikahan; 7 - pernikahan seorang pria dengan dua wanita; 8 - pernikahan sedarah; 9 - orang tua, anak-anak dan urutan kelahiran mereka; 10 - kembar dizigotik; 11 - kembar monozigot.

Berkat metode silsilah, jenis pewarisan banyak sifat pada manusia telah ditentukan. Dengan demikian, tipe autosomal dominan mewarisi polidaktili (peningkatan jumlah jari), kemampuan menggulung lidah menjadi tabung, brachydactyly (jari pendek karena tidak adanya dua ruas jari), bintik-bintik, kebotakan dini, jari menyatu, sumbing. bibir, celah langit-langit, katarak mata, kerapuhan tulang dan masih banyak lagi yang lainnya. Albinisme, rambut merah, kerentanan terhadap polio, diabetes mellitus, tuli bawaan dan sifat-sifat lainnya diturunkan secara resesif autosomal.

Sifat dominannya adalah kemampuan menggulung lidah menjadi tabung (1) dan alel resesifnya adalah tidak adanya kemampuan tersebut (2).
3 - silsilah untuk polidaktili (pewarisan autosomal dominan).

Sejumlah sifat diwariskan melalui hubungan seks: pewarisan terkait X - hemofilia, buta warna; Y-linked - hipertrikosis pada tepi daun telinga, jari kaki berselaput. Ada sejumlah gen yang terlokalisasi di daerah homolog kromosom X dan Y, misalnya buta warna umum.

Penggunaan metode silsilah menunjukkan bahwa dengan perkawinan berkerabat, dibandingkan dengan perkawinan tidak berkerabat, kemungkinan terjadinya kelainan bentuk, lahir mati, dan kematian dini pada keturunannya meningkat secara signifikan. Dalam perkawinan sedarah, gen resesif sering kali menjadi homozigot, yang mengakibatkan berkembangnya anomali tertentu. Contohnya adalah pewarisan hemofilia di keluarga kerajaan Eropa.

- penderita hemofilia; - pembawa wanita.

• Kembar

Metode ini digunakan dalam genetika manusia untuk mengetahui derajat ketergantungan herediter dari sifat-sifat yang diteliti. Kembar bisa identik (terbentuk pada tahap awal fragmentasi zigot, ketika organisme lengkap berkembang dari dua atau lebih jarang dari sejumlah besar blastomer). Kembar identik secara genetis identik. Ketika dua atau lebih sel telur matang dan kemudian dibuahi oleh sperma yang berbeda, maka berkembanglah kembar fraternal. Kembar fraternal tidak lebih mirip satu sama lain dibandingkan saudara laki-laki dan perempuan yang lahir pada waktu yang berbeda. Insiden anak kembar pada manusia adalah sekitar 1% (1/3 identik, 2/3 fraternal); sebagian besar anak kembar adalah kembar.
Karena materi keturunan kembar identik adalah sama, maka perbedaan yang timbul di antara mereka bergantung pada pengaruh lingkungan terhadap ekspresi gen. Perbandingan frekuensi kemiripan sejumlah ciri pada pasangan kembar identik dan fraternal memungkinkan kita menilai pentingnya faktor keturunan dan lingkungan dalam perkembangan fenotipe manusia.

Anak kembar adalah anak yang lahir pada waktu yang bersamaan. Mereka monozigotik(identik) dan dizigotik(persaudaraan).

Kembar monozigot berkembang dari satu zigot (1), yang pada tahap pembelahan terbagi menjadi dua (atau lebih) bagian. Oleh karena itu, anak kembar tersebut secara genetik identik dan selalu berjenis kelamin sama. Kembar monozigot dicirikan oleh tingkat kesamaan yang tinggi ( konkordansi) untuk banyak alasan.

Kembar dizigotik berkembang dari dua sel telur atau lebih yang berovulasi dan dibuahi secara bersamaan oleh sperma yang berbeda (2). Oleh karena itu, mereka memiliki genotipe yang berbeda dan dapat berjenis kelamin sama atau berbeda. Berbeda dengan kembar monozigot, kembar dizigotik dicirikan oleh ketidaksesuaian – ketidaksamaan dalam banyak hal. Data konkordansi kembar untuk beberapa karakteristik disajikan pada tabel.

Seperti dapat dilihat dari tabel, derajat kesesuaian kembar monozigot untuk semua karakteristik di atas jauh lebih tinggi dibandingkan kembar dizigotik, namun tidak mutlak. Biasanya, ketidaksesuaian pada kembar monozigot terjadi sebagai akibat dari gangguan perkembangan intrauterin salah satu dari mereka atau di bawah pengaruh lingkungan luar, jika berbeda.

Berkat metode kembar, kecenderungan turun-temurun seseorang terhadap sejumlah penyakit ditentukan: skizofrenia, epilepsi, diabetes mellitus dan lain-lain.

Pengamatan terhadap kembar monozigot memberikan bahan untuk menjelaskan peran hereditas dan lingkungan dalam perkembangan sifat. Selain itu, lingkungan eksternal tidak hanya mengacu pada faktor lingkungan fisik, tetapi juga kondisi sosial.

• P statistik populasi

Metode genetika populasi banyak digunakan dalam penelitian manusia. Analisis morbiditas intrakeluarga tidak dapat dipisahkan dari studi patologi herediter, baik di masing-masing negara maupun dalam kelompok populasi yang relatif terisolasi. Studi tentang frekuensi gen dan genotipe dalam suatu populasi merupakan subjek penelitian genetika populasi. Hal ini memberikan informasi tentang derajat heterozigositas dan polimorfisme populasi manusia dan mengungkapkan perbedaan frekuensi alel antara populasi yang berbeda.
Percaya itu hukum Hardy? Weinberg menunjukkan bahwa pewarisan tidak mengubah frekuensi alel dalam suatu populasi. Undang-undang ini cukup cocok untuk menganalisis populasi besar di mana terjadi perkawinan silang bebas. Jumlah frekuensi alel suatu gen menurut rumus Hardy? Weinberg p+q=1, dalam kumpulan gen populasi adalah nilai konstan. Jumlah frekuensi genotipe alel gen tertentu p2+2pq+q2=1 juga merupakan nilai konstan. Dengan dominasi penuh, setelah menetapkan jumlah homozigot resesif dalam populasi tertentu (q2 adalah jumlah individu homozigot untuk gen resesif dengan genotipe aa), cukup dengan mengambil akar kuadrat dari nilai yang dihasilkan, dan kita akan menemukan frekuensi alel resesif a. Frekuensi alel dominan A adalah p = 1 - q. Setelah menghitung frekuensi alel a dan A, kita dapat menentukan frekuensi genotipe yang bersesuaian dalam suatu populasi (p2 = AA; 2pq = Aa). Misalnya, menurut sejumlah ilmuwan, frekuensi albinisme (yang diwariskan sebagai sifat resesif autosom) adalah 1 :20.000 (q2) Oleh karena itu, frekuensi alel a dalam kumpulan gen adalah q2 =l/20000 = /l4l maka frekuensi alel A adalah

p=1-q. p=1. p=1 – 1/141=140/141.

Dalam hal ini, frekuensi pembawa heterozigot gen albinisme (2pq) adalah 2(140/141) x (1/141) = 1/70, atau 1,4%
Analisis statistik terhadap sebaran sifat-sifat keturunan (gen) individu dalam populasi manusia di berbagai negara memungkinkan untuk menentukan nilai adaptif genotipe tertentu. Sekali terjadi, mutasi dapat diwariskan kepada keturunannya selama beberapa generasi. Hal ini menyebabkan polimorfisme (heterogenitas genetik) pada populasi manusia. Di antara populasi bumi, hampir mustahil (kecuali kembar identik) untuk menemukan orang yang identik secara genetik. Dalam keadaan heterozigot, populasi mengandung sejumlah besar alel resesif (beban genetik), yang menyebabkan berkembangnya berbagai penyakit keturunan. Frekuensi kemunculannya bergantung pada konsentrasi gen resesif dalam populasi dan meningkat secara signifikan dengan perkawinan sedarah.

• Dermatoglifi

Pada tahun 1892 F. Galton, sebagai salah satu metode untuk mempelajari manusia, mengusulkan metode untuk mempelajari pola tonjolan kulit pada jari tangan dan telapak tangan, serta alur fleksi palmar. Ia menetapkan bahwa pola-pola ini merupakan karakteristik individu seseorang dan tidak berubah sepanjang hidup. Saat ini, sifat keturunan dari pola kulit telah diketahui, meskipun sifat pewarisannya belum sepenuhnya dijelaskan. Sifat tersebut mungkin diwariskan secara poligenik. Studi dermatoglifi penting dalam mengidentifikasi anak kembar. Sebuah penelitian terhadap orang-orang dengan penyakit kromosom mengungkapkan perubahan spesifik pada mereka tidak hanya pada pola jari tangan dan telapak tangan, tetapi juga pada sifat alur fleksi utama pada kulit telapak tangan. Perubahan dermatoglif pada penyakit gen kurang diteliti.Metode genetika manusia ini terutama digunakan untuk menentukan ayah.

Kajian tentang cetakan pola kulit telapak tangan dan kaki. Mengingat perbedaan sidik jari individu yang ada, karena karakteristik perkembangan individu, beberapa kelas utama dibedakan.Perubahan aneh pada sidik jari dan pola telapak tangan telah ditemukan pada sejumlah penyakit degeneratif herediter pada sistem saraf.Ciri khas penyakit Down adalah lipatan monyet (empat jari), yaitu garis yang melintasi seluruh telapak tangan dengan arah melintang.Saat ini, metode ini digunakan terutama dalam kedokteran forensik. e.

• Biokimia

Penyakit keturunan yang disebabkan oleh mutasi gen yang mengubah struktur atau laju sintesis protein biasanya disertai dengan gangguan metabolisme karbohidrat, protein, lipid dan jenis lainnya. Cacat metabolisme yang diturunkan dapat didiagnosis dengan menentukan struktur protein yang diubah atau jumlahnya, mengidentifikasi enzim yang rusak, atau mendeteksi zat antara metabolisme dalam cairan tubuh ekstraseluler (darah, urin, keringat, dll.). Misalnya, analisis rangkaian asam amino dari rantai protein hemoglobin yang diubah secara mutasi memungkinkan untuk mengidentifikasi beberapa kelainan keturunan yang mendasari sejumlah penyakit, termasuk: hemoglobinosis. Jadi, pada anemia sel sabit pada manusia, hemoglobin abnormal akibat mutasi berbeda dari normal dengan mengganti hanya satu asam amino (asam glutamat dengan valin).
Dalam praktik perawatan kesehatan, selain mengidentifikasi pembawa gen mutan yang homozigot, terdapat metode untuk mengidentifikasi pembawa heterozigot dari beberapa gen resesif, yang sangat penting dalam konseling genetik medis. Jadi, pada heterozigot yang secara fenotip normal untuk fenilketonuria (gen mutan resesif; pada homozigot, metabolisme asam amino fenilalanin terganggu, yang menyebabkan keterbelakangan mental), setelah mengonsumsi fenilalanin, peningkatan kadar fenilalanin dalam darah terdeteksi. Pada hemofilia, pengangkutan gen mutan secara heterozigot dapat ditentukan dengan menentukan aktivitas enzim yang diubah akibat mutasi.

• Sitogenetik

Metode sitogenetik digunakan untuk mempelajari kariotipe manusia normal, serta untuk mendiagnosis penyakit keturunan yang berhubungan dengan mutasi genom dan kromosom. Selain itu, metode ini digunakan untuk mempelajari efek mutagenik dari berbagai bahan kimia, pestisida, insektisida, obat-obatan, dll.
Selama pembelahan sel pada tahap metafase, kromosom memiliki struktur yang lebih jelas dan tersedia untuk dipelajari. Set diploid manusia terdiri dari 46 kromosom: 22 pasang autosom dan satu pasang kromosom seks (XX pada wanita, XY pada pria). Biasanya, leukosit darah tepi manusia diperiksa dan ditempatkan dalam media nutrisi khusus tempat mereka membelah. Kemudian preparat disiapkan dan jumlah serta struktur kromosom dianalisis. Perkembangan metode pewarnaan khusus telah sangat menyederhanakan pengenalan semua kromosom manusia, dan dikombinasikan dengan metode silsilah dan metode rekayasa seluler dan genetika, hal ini memungkinkan untuk mengkorelasikan gen dengan bagian kromosom tertentu. Penerapan terpadu metode ini mendasari pemetaan kromosom manusia. Kontrol sitologi diperlukan untuk diagnosis penyakit kromosom yang berhubungan dengan ansuploidi dan mutasi kromosom. Yang paling umum adalah penyakit Down (trisomi pada kromosom 21), sindrom Klinefelter (47 XXY), sindrom Shershevsky? Turner (45 XO), dll. Hilangnya bagian salah satu kromosom homolog dari pasangan ke-21 menyebabkan penyakit darah? leukemia mieloid kronis.
Studi sitologi inti interfase sel somatik dapat mendeteksi apa yang disebut badan Barry, atau kromatin seks. Ternyata kromatin seks biasanya ada pada wanita dan tidak ada pada pria. Ini adalah hasil heterokromatisasi salah satu dari dua kromosom X pada wanita. Mengetahui fitur ini, adalah mungkin untuk mengidentifikasi jenis kelamin dan mendeteksi jumlah kromosom X yang abnormal.
Deteksi banyak penyakit keturunan dapat dilakukan bahkan sebelum seorang anak lahir. Metode diagnosis prenatal terdiri dari memperoleh cairan ketuban, di mana sel-sel janin berada, dan penentuan biokimia dan sitologi selanjutnya dari kemungkinan kelainan herediter. Hal ini memungkinkan Anda untuk membuat diagnosis pada tahap awal kehamilan dan membuat keputusan tentang kelanjutan atau penghentian.

• Hibridisasi sel somatik

Dengan menggunakan metode ini, hereditas dan variabilitas sel somatik dipelajari, yang mengkompensasi ketidakmungkinan menerapkan analisis hibridologi pada manusia. Metode-metode ini, berdasarkan reproduksi sel-sel ini dalam kondisi buatan, menganalisis proses genetik dalam sel-sel individual tubuh, dan, berkat kegunaan materi genetik, menggunakannya untuk mempelajari pola genetik seluruh organisme.

Teknik-teknik berikut digunakan dalam penelitian genetika manusia:

1. budidaya – memungkinkan Anda memperoleh materi genetik dalam jumlah yang cukup untuk berbagai penelitian;
2. kloning - mendapatkan keturunan dari satu sel;
3. seleksi sel somatik menggunakan media buatan digunakan untuk memilih sel dengan sifat yang menarik bagi peneliti;
4. Hibridisasi sel somatik didasarkan pada perpaduan sel-sel yang dikultur bersama dari berbagai jenis.

Sel hibrida yang mengandung 2 genom lengkap biasanya “kehilangan” kromosom terutama salah satu spesiesnya saat membelah. Dengan demikian, dimungkinkan untuk memperoleh sel dengan set kromosom yang diinginkan, yang memungkinkan untuk mempelajari hubungan gen dan lokalisasinya pada kromosom tertentu.

Berkat metode genetika sel somatik, dimungkinkan untuk mempelajari mekanisme aksi primer dan interaksi gen, serta pengaturan aktivitas gen. Perkembangan metode ini menentukan kemungkinan diagnosis penyakit keturunan yang akurat pada masa prenatal.

Genetika sel somatik mempelajari hereditas dan variabilitas sel somatik, mis. sel tubuh, bukan sel kelamin. Sel somatik memiliki seluruh rangkaian informasi genetik; mereka dapat digunakan untuk mempelajari karakteristik genetik suatu organisme secara keseluruhan.

Sel somatik manusia diperoleh untuk penelitian genetik dari bahan biopsi(eksisi jaringan atau organ intravital), ketika sepotong kecil jaringan diambil untuk diperiksa. Biasanya, hal ini dilakukan selama operasi, bila perlu untuk menentukan apakah suatu formasi tertentu, misalnya tumor, bersifat ganas atau jinak.

Metode genetika sel somatik berikut ini saat ini digunakan: : budidaya sederhana, hibridisasi, kloning dan seleksi. Budidaya mudah- ini adalah reproduksi sel pada media nutrisi untuk memperolehnya dalam jumlah yang cukup untuk metode sitogenetik, biokimia, imunologi dan lainnya.

Pada hibridisasi sel somatik Anda dapat menyilangkan sel yang diperoleh dari orang yang berbeda, serta sel manusia dengan sel dari tikus, tikus, kelinci percobaan, monyet, dan hewan lainnya. Studi semacam ini memungkinkan untuk membentuk kelompok keterkaitan, dan menggunakan penataan ulang kromosom untuk mengidentifikasi urutan lokasi gen dan membangun peta genetik kromosom manusia.

Kloning- ini adalah produksi keturunan satu sel (klon). Semua sel hasil kloning akan memiliki genotipe yang sama.

Pilihan adalah pemilihan sel dengan sifat yang telah ditentukan. Sel-sel ini kemudian tumbuh dan berkembang biak dalam media nutrisi khusus. Misalnya, Anda dapat menggunakan media nutrisi tanpa laktosa, tetapi dengan penambahan gula lain, dan dari sejumlah besar sel yang ditempatkan di dalamnya, mungkin ada beberapa yang dapat hidup tanpa laktosa. Kemudian klon diperoleh dari sel tersebut.

• Metode simulasi

Mempelajari penyakit manusia pada hewan yang dapat menderita penyakit tersebut. Hal ini didasarkan pada hukum Vavilov tentang rangkaian homolog variabilitas herediter, misalnya hemofilia terkait seks dapat dipelajari pada anjing, epilepsi pada kelinci, diabetes melitus, distrofi otot pada tikus, bibir sumbing dan langit-langit mulut pada tikus.

Model dalam biologi digunakan untuk memodelkan struktur, fungsi, dan proses biologis pada berbagai tingkat organisasi makhluk hidup: molekuler, subseluler, seluler, organ-sistemik, organisme, dan populasi-biocenotic. Dimungkinkan juga untuk memodelkan berbagai fenomena biologis, serta kondisi kehidupan individu, populasi, dan ekosistem.

Dalam biologi, tiga jenis model terutama digunakan: biologis, fisikokimia dan matematika (logis-matematis). Model biologis mereproduksi kondisi atau penyakit tertentu pada hewan laboratorium yang ditemukan pada manusia atau hewan. Hal ini memungkinkan kita untuk mempelajari secara eksperimental mekanisme terjadinya suatu kondisi atau penyakit, perjalanan dan hasilnya, serta mempengaruhi perjalanannya. Contoh model tersebut adalah kelainan genetik yang diinduksi secara artifisial, proses infeksi, keracunan, reproduksi kondisi hipertensi dan hipoksia, neoplasma ganas, hiperfungsi atau hipofungsi organ tertentu, serta neurosis dan keadaan emosional. Untuk membuat model biologis, berbagai metode digunakan untuk mempengaruhi peralatan genetik, infeksi mikroba, memasukkan racun, menghilangkan organ individu atau memasukkan produk limbahnya (misalnya hormon), dan berbagai efek pada sistem saraf pusat dan perifer. , pengecualian zat tertentu dari makanan, penempatan di habitat buatan dan banyak cara lainnya. Model biologis banyak digunakan dalam genetika, fisiologi, dan farmakologi.

Metode pemodelan dalam biologi merupakan sarana untuk membangun hubungan yang semakin dalam dan kompleks antara teori dan pengalaman biologi. Pada abad terakhir, metode eksperimental dalam biologi mulai menemui batasan tertentu, dan menjadi jelas bahwa sejumlah penelitian tidak mungkin dilakukan tanpa pemodelan. Jika kita melihat beberapa contoh batasan dalam ruang lingkup percobaan, maka batasan utamanya adalah sebagai berikut: (19 hal15)

Eksperimen hanya dapat dilakukan pada objek yang ada saat ini (ketidakmungkinan memperluas eksperimen ke wilayah masa lalu);

Intervensi dalam sistem biologis kadang-kadang bersifat sedemikian rupa sehingga tidak mungkin untuk menentukan penyebab perubahan yang terjadi (karena intervensi atau karena alasan lain);

Beberapa eksperimen yang mungkin dilakukan secara teoritis tidak layak dilakukan karena rendahnya tingkat perkembangan teknologi eksperimen;

Sekelompok besar eksperimen yang melibatkan eksperimen pada manusia harus ditolak karena alasan moral dan etika.

Namun pemodelan banyak digunakan dalam bidang biologi bukan hanya karena dapat menggantikan eksperimen. Ini memiliki signifikansi independen yang besar, yang menurut sejumlah penulis (19, 20,21), dinyatakan dalam sejumlah keunggulan:

1. Dengan menggunakan metode pemodelan pada satu kumpulan data, Anda dapat mengembangkan sejumlah model yang berbeda, menafsirkan fenomena yang diteliti dengan cara yang berbeda, dan memilih yang paling bermanfaat untuk interpretasi teoretis;

2. Dalam proses membangun model, Anda dapat melakukan berbagai penambahan terhadap hipotesis yang diteliti dan memperoleh penyederhanaannya;

3. Dalam kasus model matematika yang kompleks, komputer dapat digunakan;

4. terbukanya kemungkinan untuk melakukan eksperimen model (sintesis asam amino menurut Miller) (19 p152).

Semua ini dengan jelas menunjukkan bahwa pemodelan menjalankan fungsi independen dalam biologi dan menjadi langkah yang semakin penting dalam proses penciptaan teori. Namun, pemodelan mempertahankan nilai heuristiknya hanya jika batasan penerapan model apa pun diperhitungkan.

• Imunogenetik

Metode imunogenetik meliputi metode serologis, imunoelektroforesis, dll, yang digunakan untuk mempelajari golongan darah, protein dan enzim dalam serum darah jaringan. Dengan bantuannya, Anda dapat menentukan ketidakcocokan imunologis, mengidentifikasi defisiensi imun, mosaikisme pada anak kembar, dll.
Cabang penting dari genetika medis adalah imunogenetika, khususnya genetika golongan darah. Saat ini, banyak sistem golongan darah dasar yang diketahui. Dari ketiganya, sistem AB0 dan Rh adalah yang paling banyak dipelajari, misalnya sistem darah Rh. Dalam genotipe manusia terdapat gen dominan yang menentukan pembentukan protein khusus dalam tubuh yang disebutfaktor Rh. Seseorang yang homozigot (Rh+ Rh+) ​​​​atau heterozigot (Rh+ rh–) untuk sifat ini adalah Rh positif, yaitu. memiliki protein ini dalam darah. Dan dalam kasus homozigositas alel resesif (rh– rh–), faktor Rh tidak ada dalam darah. Dan jika ia memasuki darah orang tersebut (selama transfusi darah atau kehamilan), reaksi perlindungan berkembang di dalam tubuhnya - seperti terhadap protein asing - dan antibodi spesifik terbentuk. Statistik menunjukkan bahwa di antara orang Eropa, sekitar 85% orang memiliki Rh positif dan hanya 15% yang memiliki Rh negatif.

Dalam perkawinan wanita Rh-negatif (genotipe rh– rh–) dengan pria homozigot Rh-positif (genotipe Rh+ Rh+), karena dominasi Rh positif, janin (genotipe Rh+ rh–) adalah Rh positif dan mengeluarkan faktor Rh , yang melawannya di dalam tubuh ibu menghasilkan antibodi, yang pada gilirannya menghancurkan sistem hematopoietik janin. Akibatnya, tubuh ibu dan janin menderita selama kehamilan.

Situasi serupa dapat terjadi dalam perkawinan seorang wanita Rh-negatif dengan pria Rh-positif yang heterozigot untuk sifat ini (genotipe Rh+ rh–). Namun, dalam kasus ini, kemungkinan konflik Rh berkurang setengahnya, karena janin mungkin memiliki Rh negatif (genotipe rh– rh–), dan kemudian tidak timbul konflik dengan tubuh ibu.

Selain kemungkinan situasi konflik Rhesus itu sendiri, yang hanya ditentukan oleh genotipe orang tua, tingkat keparahan reaksi yang berkembang juga penting. Dalam beberapa kasus, konflik Rh terjadi hampir tanpa disadari, pada kasus lain dapat menyebabkan kematian seorang anak. Biasanya, konsekuensi yang lebih parah terlihat pada kehamilan kedua dan berikutnya.

Saat ini, untuk mengatasi penyakit kuning neonatal akibat ketidakcocokan Rh, bayi diberikan transfusi darah lengkap setelah lahir.

Untuk mempelajari perangkat genetik manusia, para ilmuwan menggunakan metode khusus.

Metode untuk mempelajari genetika manusia bermacam-macam. Mari kita lihat beberapa di antaranya. Metode berikut digunakan untuk mempelajari genetika manusia:

• silsilah;
• populasi;
• kembar;
• sitogenetik;
• biokimia;
• dermatoglif;
• metode genetika sel somatik;
• metode mempelajari patologi metabolik.

Metode silsilah

Dengan metode genealogi, silsilah disusun dan dianalisis. Mereka memungkinkan kita untuk menentukan bagaimana berbagai penyakit ditularkan. Silsilah disusun beberapa abad yang lalu untuk keluarga kerajaan. Namun mereka baru digunakan untuk mempelajari genetika sejak awal abad yang lalu. Contohnya adalah penelitian tentang bagaimana hemofilia diturunkan dalam keluarga Ratu Victoria dari Inggris. Silsilah paling sering disusun untuk orang sakit atau pembawa sifat yang sedang dipelajari. Yang disusun silsilahnya disebut proband, saudara-saudaranya disebut saudara kandung. Metode silsilah dalam mempelajari silsilah memungkinkan Anda menentukan jenis sifat apa yang diwarisi. Sebaiknya menggunakan metode silsilah untuk keluarga besar. Ini membantu menggantikan metode hibridologi, yang banyak digunakan pada hewan dan tumbuhan, tetapi tidak dapat diterima oleh manusia.

Metode populasi

Metode populasi mempelajari frekuensi kemunculan gen dalam populasi manusia. Dengan menggunakannya, kemungkinan memiliki anak dengan karakteristik tertentu dinilai. Hal ini juga memungkinkan untuk mengetahui frekuensi kemunculan gen resesif pada orang heterozigot dan melacak penyebaran penyakit keturunan.

Metode kembar

Metode mempelajari genetika manusia juga menggunakan bahan yang dikumpulkan selama observasi terhadap anak kembar. Untuk melakukan ini, mereka mempelajari kembar identik yang hidup dalam kondisi berbeda. Karena 100% kesamaan gen pada kembar identik, metode kembar membantu menentukan bagaimana faktor lingkungan memengaruhi genotipe dan sifat mental seseorang.

Metode sitogenetik

Metode penelitian sitogenetik mempelajari struktur kromosom, menentukan jumlah dan bentuknya, serta mendiagnosis penyakit keturunan yang timbul akibat perubahan jumlah dan struktur kromosom. Mikroskop digunakan untuk ini. Agar kromosom lebih mudah dikenali, kromosom diwarnai dengan metode khusus. Metode sitogenetik memungkinkan, misalnya, untuk mengidentifikasi sindrom Klinefelter. Pada penyakit ini terdapat kelebihan kromosom X.

Metode biokimia

Dengan menggunakan metode biokimia, lokasi dan sifat mutasi pada gen ditentukan. Hal ini membantu mengidentifikasi anak-anak dengan penyakit keturunan seperti penyakit sabit berdasarkan komposisi asam amino hemoglobin.

Metode dermatoglif

Metode dermatoglyphic memungkinkan kita mengetahui kemungkinan adanya penyakit keturunan pada anak berdasarkan pola garis di telapak tangan orang tua. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa pada orang dengan kelainan kromosom herediter, pola kulit memiliki perbedaan yang khas.

Metode genetika sel somatik

Metode penelitian genetik ini mempelajari hereditas dan variabilitas sel somatik (non-reproduksi), sebagai kompensasi atas ketidakmampuan menerapkan metode hibridologi. Untuk penelitian, sel dikalikan dalam kondisi buatan dan proses genetik yang terjadi di dalamnya dianalisis. Karena materi keturunan yang terkandung dalam sel somatik sudah lengkap, maka hasil yang diperoleh dapat diterapkan pada seluruh organisme.

Metode untuk mempelajari patologi metabolik

Metode penelitian genetika manusia menggunakan studi patologi metabolik untuk mengidentifikasi orang-orang yang memiliki kelainan bawaan. Begitu bayi lahir, darah diambil dari jempol kaki. Metode ini membantu untuk mengetahui apakah bayi baru lahir menderita fenilketonuria, penyakit keturunan yang berhubungan dengan gangguan metabolisme asam amino, yang menyebabkan keterbelakangan mental. Berkat diagnosis dini, jika Anda mengikuti diet khusus, penyakit ini tidak muncul dengan sendirinya.

Perbedaan antara genetika manusia dan genetika umum

Untuk mempelajari pewarisan sifat pada manusia, digunakan metode penelitian yang sama seperti pada hewan. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa metode untuk mempelajari genetika manusia tidak termasuk metode hibridologi, yang merupakan dasar dalam genetika hewan dan tumbuhan.

1. Metode silsilah.

Metodenya didasarkan pada penelusuran suatu ciri-ciri dalam beberapa generasi, yang menunjukkan ikatan kekerabatan (menyusun silsilah).

Pengumpulan informasi dimulai dengan proband.

Proband adalah orang yang perlu disusun silsilahnya. Saudara laki-laki dan perempuan proband disebut saudara kandung.

Metode ini mencakup dua tahap:

1. Pengumpulan informasi tentang keluarga.

2. Analisis silsilah.

Simbol khusus digunakan untuk membangun silsilah. Metode ini memungkinkan kita untuk menetapkan jenis pewarisan suatu sifat: autosomal dominan, autosomal resesif, terpaut seks.

Dengan warisan autosomal dominan gen tersebut muncul dalam keadaan heterozigot pada individu dari kedua jenis kelamin; segera di generasi pertama; sejumlah besar pasien, baik secara vertikal maupun horizontal. Bintik-bintik, brachydactyly, katarak, tulang rapuh, dwarfisme chondrodystrophic, dan polydactyly diturunkan menurut tipe ini.

Dengan warisan resesif autosomal gen mutasi hanya muncul dalam keadaan homozigot pada individu dari kedua jenis kelamin. Biasanya, anak yang sakit dilahirkan dari orang tua yang sehat (gennya dalam keadaan heterozigot). Gejala tersebut tidak muncul pada setiap generasi. Beginilah ciri-ciri berikut diwariskan: kidal, rambut merah, mata biru, miopati, diabetes melitus, fenilketonuria.

Dengan pewarisan dominan terkait-X Baik pria maupun wanita bisa terkena dampaknya; penyakit ini lebih sering terjadi pada wanita. Beginilah gejala-gejala berikut ini diturunkan: dermatosis pigmentasi, keratosis (rambut rontok), kaki melepuh, email gigi berwarna coklat.

Dengan resesif terkait-X warisan Kebanyakan laki-laki terkena dampaknya. Setengah (50%) anak laki-laki dalam keluarga sakit; 50% anak perempuan heterozigot karena gen mutan. Ini adalah bagaimana hemofilia A, distrofi otot Duchenne, dan buta warna diwariskan.

Dengan warisan terkait-Y Hanya laki-laki yang sakit. Tanda-tanda seperti itu disebut holandrik: sindaktili, hipertrikosis.

2. Metode sitogenetik.

Metode ini didasarkan pada pemeriksaan mikroskopis kromosom, analisis kariotipe manusia normal dan patologis. Studi tentang set kromosom dilakukan pada pelat metafase limfosit dan fibroblas yang dikultur dalam kondisi buatan. Analisis kromosom dilakukan dengan menggunakan mikroskop. Untuk mengidentifikasi kromosom dilakukan analisis morfometri panjang kromosom dan perbandingan lengannya (indeks sentromer), kemudian dilakukan kariotipe sesuai klasifikasi Denver. Metode ini memungkinkan kita untuk menentukan penyakit keturunan pada manusia, struktur kromosom, translokasi, dan membangun peta genetik.

Pada tahun 1969, T. Kasperson mengembangkan metode pewarnaan diferensial kromosom, yang memungkinkan untuk mengidentifikasi kromosom berdasarkan sifat distribusi segmen yang diwarnai. Heterogenitas DNA di berbagai area sepanjang kromosom menyebabkan perbedaan pewarnaan segmen (area hetero dan eukromatik). Metode ini memungkinkan untuk mendeteksi aneuploidi, penataan ulang kromosom, translokasi, poliploidi (trisomi 13, 18, 21 - autosom; penghapusan). Penghapusan pada kromosom 5 membentuk sindrom “tangisan kucing”; pada tanggal 18 - pelanggaran pembentukan kerangka dan keterbelakangan mental.

Jika kelainan tersebut menyangkut kromosom seks, maka digunakan metode mempelajari kromatin seks. Kromatin seks (badan Barr) adalah kromosom X yang dipilin, yang dinonaktifkan di tubuh wanita pada hari ke-16 perkembangan embrio. Tubuh Barr berbentuk cakram dan ditemukan dalam inti sel interfase mamalia dan manusia di bawah membran inti. Kromatin seks dapat dideteksi di jaringan mana pun. Paling sering, sel epitel mukosa bukal diperiksa (pengikisan bukal).

Pada kariotipe wanita normal terdapat dua kromosom X, dan salah satunya membentuk badan kromatin seks. Jumlah badan kromatin seks pada manusia dan mamalia lain lebih sedikit satu dibandingkan jumlah kromosom X pada individu. Pada wanita dengan kariotipe XO, inti sel tidak mengandung kromatin seks. Dengan trisomi (XXX) - 2 badan terbentuk, yaitu. menggunakan kromatin seks, menentukan jumlah kromosom seks pada apusan darah, pada inti neutrofilosit, badan kromatin seks tampak seperti stik drum yang memanjang dari inti leukosit.

Biasanya, pada wanita, inti kromatin-positif adalah 20-40%, pada pria - 1-3%. Kromatin Y juga dapat dideteksi pada epitel bukal. Ini adalah chromocenter besar yang sangat terang yang terletak di titik mana pun di dalam nukleus. Biasanya, pada pria, 20-90% inti mengandung kromatin Y.

3. Metode statistik populasi.

Metode ini memungkinkan Anda menghitung frekuensi pengangkutan gen patologis secara heterozigot dalam populasi manusia. Distribusi kelainan gen dan kromosom. Metode ini menggunakan data demografi dan statistik, yang pengolahan matematisnya didasarkan pada hukum Hardy-Weinberg.

Mempelajari frekuensi distribusi gen penting untuk menganalisis distribusi penyakit keturunan pada manusia. Diketahui bahwa sebagian besar alel resesif terdapat dalam keadaan heterozigot. Hukum Hardy-Weinberg memungkinkan kita menentukan frekuensi pembawaan gen patologis. Misalnya: frekuensi albinisme (aq 2) adalah 1:20000, yaitu q 2 aa = 1/20000, artinya q = √ 1/20000 = 1/141

p + q = 1, maka p = 1- q = 1 1/141= 140/141; frekuensi heterozigot (pembawa gen albinisme) 2 pq Aa = 2 x140/141 x 1/141 = 1/70.

4. Metode kembar.

Metode ini didasarkan pada studi tentang tanda-tanda yang berubah di bawah pengaruh kondisi kehidupan pada kembar mono dan dizigotik. Dalam studi genetik anak kembar, perlu mempelajari kedua jenis tersebut secara komparatif. Ini adalah satu-satunya cara untuk mengevaluasi pengaruh kondisi lingkungan yang berbeda terhadap genotipe yang sama (pada monozigot), serta manifestasi genotipe yang berbeda dalam kondisi lingkungan yang sama (pada dizigot).

Persamaan ciri pada anak kembar disebut konkordansi, perbedaan ciri disebut discordance. Membandingkan derajat kesamaan pada dua kelompok kembar memungkinkan kita menilai peran keturunan dan lingkungan dalam gejala patologis. Metode tersebut didasarkan pada studi perbandingan ciri-ciri anak kembar. Hal ini memungkinkan Anda untuk mengidentifikasi daftar penyakit dengan kecenderungan turun-temurun, menentukan peran lingkungan dan keturunan dalam manifestasi penyakit. Untuk melakukannya, gunakan koefisien hereditas (H) dan pengaruh lingkungan (E), yang dihitung menggunakan rumus Holzinger:

=(%MZ - %DZ/100 - %DZ) x 100

MZ - kesesuaian kembar monozigot, DZ - kembar dizigotik.

Jika nilai H = 1, maka sifat tersebut sebagian besar terbentuk (100%) di bawah pengaruh faktor keturunan; H = 0 - sifat dipengaruhi oleh lingkungan (100%); H = 0,5 - tingkat pengaruh lingkungan dan keturunan yang sama.

Misalnya: angka kesesuaian kembar monozigot untuk kejadian skizofrenia adalah 70%, dan untuk kembar dizigotik adalah 13%. Maka H = 70-13 / 100-13 = 57/87 = 0,65 (65%). Oleh karena itu, dominasi faktor keturunan adalah 65%, dan lingkungan - 35%.

Dengan menggunakan metode ini, mereka mempelajari:

1. Peranan hereditas dan lingkungan dalam pembentukan ciri-ciri suatu organisme;

2. Faktor-faktor khusus yang memperkuat atau melemahkan pengaruh lingkungan eksternal;

3. Korelasi sifat dan fungsi;

5. Metode biokimia.

Metode ini digunakan untuk mendiagnosis penyakit metabolik yang disebabkan oleh perubahan aktivitas enzim tertentu (mutasi gen). Sekitar 500 penyakit molekuler telah ditemukan menggunakan metode ini.

Pada berbagai jenis penyakit, dimungkinkan untuk menentukan kelainan protein-enzim itu sendiri atau produk metabolisme antara.

Metodenya meliputi beberapa tahap:

1) Identifikasi dengan menggunakan metode sederhana dan mudah diakses (metode ekspres), reaksi kualitatif produk metabolisme dalam urin dan darah.

2) Klarifikasi diagnosis. Untuk tujuan ini, metode kromatografi yang tepat digunakan untuk menentukan enzim, asam amino, karbohidrat, dll.

3) Penggunaan uji mikrobiologi didasarkan pada kenyataan bahwa beberapa strain bakteri dapat tumbuh pada media yang hanya mengandung asam amino dan karbohidrat tertentu. Jika darah atau urin mengandung zat yang diperlukan untuk bakteri, maka pertumbuhan aktif bakteri diamati pada substrat yang disiapkan, yang tidak terjadi pada orang sehat.

Metode biokimia digunakan untuk mendeteksi hemoglobinopati, penyakit gangguan metabolisme asam amino (fenilkentonuria, alkaptonuria), karbohidrat (diabetes melitus, galaktosemia), lipid (amurotic idiocy), tembaga (penyakit Konovalov-Wilson), besi (hemochromatosis), dll.

6. Metode Dermatoglifi.

Dermatoglyphics adalah cabang ilmu genetika yang mempelajari kelainan kulit pada jari tangan, telapak tangan, dan telapak kaki yang dikondisikan secara turun temurun. Bagian tubuh ini memiliki tonjolan epidermis - tonjolan yang membentuk pola kompleks. Pola kulit bersifat individual dan ditentukan secara genetis. Proses pembentukan relief kapiler terjadi pada usia 3-6 bulan perkembangan intrauterin. Mekanisme pembentukan ridge berhubungan dengan hubungan morfogenetik antara epidermis dan jaringan di bawahnya.

Gen yang memastikan pembentukan pola pada ujung jari terlibat dalam pengaturan saturasi cairan pada epidermis dan dermis.

Gen A - menyebabkan munculnya lengkungan pada bantalan jari, gen W - munculnya ikal, gen L - munculnya lingkaran. Jadi, ada tiga jenis pola utama pada ujung jari (Gbr. 5.5). Frekuensi kemunculan pola: busur - 6%, loop - sekitar 60%, ikal - 34%. Indikator kuantitatif dermatoglifi adalah jumlah ridge (jumlah garis papiler antara delta dan pusat pola; delta adalah titik pertemuan garis papiler yang membentuk gambar berbentuk huruf Yunani delta Δ).

Rata-rata, ada 15 - 20 tonjolan di satu jari, pada 10 jari pada pria - 144,98; untuk wanita - 127,23 sisir.

Relief palmar (palmoskopi) lebih kompleks. Ini mengungkapkan sejumlah bidang bantalan dan garis palmar. Pada pangkal jari II, III, IY, Y terdapat triradii jari (a, b, c, e), pada pangkal telapak tangan terdapat palmar (t). Sudut palmar - at d biasanya tidak melebihi 57 0 (Gbr. 5.6).

Pola kulit bersifat turun-temurun. Tekstur punggung kulit diwariskan secara poligenik.

Pembentukan pola dermatoglif dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yang merusak pada tahap awal embriogenesis (misalnya, paparan virus rubella intrauterin menghasilkan penyimpangan pola yang mirip dengan penyakit Down).

Metode dermatoglyphics digunakan dalam genetika klinis sebagai konfirmasi tambahan diagnosis sindrom kromosom dengan perubahan kariotipe.

7. Metode imunologi.

Metode ini didasarkan pada mempelajari komposisi antigenik sel dan cairan tubuh - darah, air liur, jus lambung. Antigen yang paling umum digunakan adalah eritrosit, leukosit, dan protein darah. Berbagai jenis antigen eritrosit membentuk sistem golongan darah - AB0, faktor Rh. Pengetahuan tentang karakteristik imunogenetika darah diperlukan pada saat transfusi darah.

8. Metode ontogenetik.

Metode ontogenetik memungkinkan kita mempelajari pola manifestasi sifat selama perkembangan. Tujuan dari metode ini adalah diagnosis dini dan pencegahan penyakit keturunan. Metode ini didasarkan pada metode biokimia, sitogenetik dan imunologi. Pada tahap awal entogenesis pascakelahiran, penyakit seperti fenilketonuria, galaktosemia, dan rakhitis yang resistan terhadap vitamin D muncul, diagnosis tepat waktu yang berkontribusi pada tindakan pencegahan yang mengurangi patologi penyakit. Penyakit seperti diabetes, asam urat, dan alkaptonuria muncul pada tahap selanjutnya dari entogenesis. Metode ini sangat penting ketika mempelajari aktivitas gen yang berada dalam keadaan heterozigot, yang memungkinkan untuk mengidentifikasi penyakit terkait X resesif. Pengangkutan heterozigot terungkap dengan mempelajari gejala penyakit (untuk anophthalmia - pengecilan bola mata); menggunakan stress test (peningkatan kadar fenilalanin dalam darah pada pasien dengan fenilketonuria); menggunakan pemeriksaan mikroskopis sel darah jaringan (akumulasi glikogen selama glikogenosis); menggunakan penentuan langsung aktivitas gen.

9. Metode genetika sel somatik.

Berdasarkan kajian materi herediter pada klon sel dari jaringan yang tumbuh di luar tubuh pada media nutrisi. Dalam hal ini, dimungkinkan untuk memperoleh gen dalam bentuk murni dan memperoleh sel hibrida. Hal ini memungkinkan kita untuk menganalisis keterkaitan gen dan lokalisasinya, mekanisme interaksi gen, regulasi aktivitas gen, dan mutasi gen.

Penggunaan metode antropogenetika memungkinkan diagnosis penyakit keturunan secara tepat waktu.

Ini adalah metode hibridologi, silsilah, sitogenetik, biokimia, dermatoglif, kembar, statistik populasi, rekayasa genetika, dan metode pemodelan.

Metode hibridologi (metode persilangan) telah menjadi kebutuhan pokok selama bertahun-tahun. Dikembangkan oleh G.Mendel. Ini terdiri dari persilangan (hibridisasi) organisme yang berbeda satu sama lain dalam satu atau lebih karakteristik keturunan.

Dengan menggunakan persilangan, dimungkinkan untuk menentukan: 1) apakah sifat yang diteliti (dan gen yang berhubungan dengannya) dominan atau resesif; 2) genotipe organisme; 3) interaksi gen dan sifat interaksi tersebut; 4) keterkaitan gen dengan jenis kelamin, dll.

Metode ini memiliki satu kelemahan - metode ini tidak dapat digunakan dalam penelitian pada manusia, karena tidak mungkin untuk menyilangkan homo sapiens dalam percobaan.

Metode silsilah terdiri dari analisis silsilah, dan memungkinkan Anda menentukan jenis pewarisan suatu sifat (dominan, resesif, autosomal, atau terpaut jenis kelamin), serta sifat monogenik atau poligeniknya. Berdasarkan informasi yang diperoleh, kemungkinan munculnya sifat yang dipelajari pada keturunannya diprediksi, yang sangat penting untuk pencegahan penyakit keturunan; mempelajari proses mutasi, terutama dalam hal perlu dibedakan mutasi yang baru muncul dengan mutasi yang bersifat familial, yaitu yang muncul pada generasi sebelumnya. Biasanya, metode silsilah menjadi dasar kesimpulan dalam konseling genetik medis (jika kita tidak berbicara tentang penyakit kromosom).

Beginilah pewarisan ciri-ciri individu seseorang: ciri-ciri wajah, tinggi badan, golongan darah, susunan mental dan psikologis, serta beberapa penyakit. Misalnya, ketika mempelajari silsilah dinasti kerajaan Habsburg, bibir bawah yang menonjol dan hidung bengkok dapat ditelusuri selama beberapa generasi.

Metode sitogenetik terdiri dari mempelajari jumlah, bentuk dan ukuran kromosom pada hewan dan tumbuhan. Ini sangat berharga untuk mempelajari kariotipe normal (ciri morfologi kumpulan kromosom) dan untuk mendiagnosis penyakit keturunan dan mutasi.

Misalnya, ketika selama meiosis (pembelahan sel kelamin) kromosom homolog tidak menyimpang, maka zigot mengandung tiga kromosom homolog (bertanggung jawab atas karakteristik yang sama), bukan dua. Jika kelainan kromosom (trisomi) ini ditemukan pada pasangan kromosom ke-21, maka terjadilah sindrom Down: Wajah mongoloid, bentuk telinga tidak beraturan, perawakan pendek, lengan pendek, keterbelakangan mental.

Metode biokimia memungkinkan Anda mengidentifikasi pelanggaran kimia internal tubuh, yang mungkin mengindikasikan pembawa gen abnormal. Penyakit yang didasarkan pada kelainan metabolisme merupakan bagian penting dari patologi keturunan genetik. Diantaranya diabetes melitus, fenilketonuria, galaktosemia (gangguan penyerapan gula susu) dan lain-lain. Metode ini memungkinkan Anda mengidentifikasi penyakit pada tahap awal dan mengobatinya. Skrining untuk penanda biokimia penyakit genetik kini wajib dilakukan pada bayi baru lahir.

Metode dermatoglif.Studi subjek - gambar di telapak tangan, telapak kaki dan jari. Dengan penyakit kromosom, polanya berubah, misalnya lipatan monyet di telapak tangan pada sindrom Down.

Metode kembar - memungkinkan kita untuk menentukan pengaruh lingkungan terhadap kembar identik yang identik secara genetik. Hal ini memungkinkan kita untuk menilai secara andal peran kondisi eksternal dalam implementasi tindakan gen.

Metode populasi. Terdiri dari penentuan frekuensi suatu gen dalam suatu populasi menurut hukum Hardy-Weinberg. Berdasarkan metode ini, sebaran individu dari genotipe yang berbeda dinilai, dan dinamika struktur genetik populasi di bawah pengaruh berbagai faktor dianalisis. Misalnya, gen buta warna: lebih banyak muncul pada pria - hingga 7-8% (pada wanita - 0,5%, meskipun 13% adalah pembawa gen).

Metode rekayasa genetika– dengan bantuannya, para ilmuwan mengubah genotipe organisme: mereka menghilangkan dan mengatur ulang gen tertentu, memperkenalkan gen lain, menggabungkan gen dari spesies berbeda ke dalam genotipe satu individu, dll.

Metode pemodelan – mempelajari penyakit manusia pada hewan. Metode ini berdasarkan hukum Vavilov.

Metode silsilah diusulkan pada tahun 1883 oleh F. Galton. Ini adalah metode analisis silsilah (menelusuri pewarisan sifat normal atau patologis dalam suatu keluarga, menunjukkan jenis ikatan keluarga antar anggota silsilah). Dalam genetika medis disebut klinis dan genealogis , karena tanda-tanda patologis dilacak dan metode penelitian klinis diterapkan.

Inti dari metode ini : identifikasi ikatan keluarga dan penelusuran sifat yang diteliti pada kerabat dekat, jauh, langsung dan tidak langsung.

Tahapan metode :

1. Mengumpulkan informasi tentang kerabat dari proband (orang yang berkonsultasi dengan ahli genetika).

2. Menyusun silsilah.

3. Analisis silsilah.

Metode tersebut digunakan untuk menetapkan sifat keturunan suatu sifat, jenis pewarisan, genotipe anggota silsilah, dan penetrasi gen.

Untuk menyusun silsilah, digunakan sistem simbol, yang diusulkan pada tahun 1931 oleh ilmuwan Inggris Just (Gbr. 17).

Saat membuat silsilah, aturan berikut harus diperhatikan:

· perlu mengetahui jumlah generasi dari sejarah yang dikumpulkan;

· silsilah dimulai dengan proband;

· setiap generasi diberi nomor dengan angka Romawi di sebelah kiri;

· Simbol yang menunjukkan individu-individu dari generasi yang sama terletak pada garis horizontal dan diberi nomor dengan angka Arab.

Analisis silsilah mengungkapkan hal berikut jenis warisan ciri-ciri: autosomal dominan; resesif autosomal; dominan terpaut X (sex-linked); terpaut X (terpaut seks) resesif; holandric (terkait dengan kromosom Y).

Jenis pewarisan autosomal dominan:

· Seorang anak yang sakit dilahirkan dari orang tua yang sakit dengan kemungkinan 100% jika mereka homozigot; 75% jika mereka heterozigot.

Gambar 17. Simbolisme yang digunakan dalam menyusun silsilah

Jenis pewarisan autosomal resesif:

· Baik laki-laki maupun perempuan terkena dampak yang sama.

· Kemungkinan mempunyai anak yang sakit dari orang tua yang sehat adalah 25% jika mereka heterozigot; 0% jika keduanya atau salah satunya homozigot untuk gen dominan.

· Sering terwujud dalam perkawinan sedarah.

Jenis pewarisan dominan terkait X (terpaut seks):

· Orang sakit terjadi pada setiap generasi.

· Perempuan lebih terkena dampaknya.

· Jika seorang ayah sakit, maka semua putrinya juga sakit.

· Seorang anak yang sakit dilahirkan dari orang tua yang sakit dengan probabilitas 100% jika ibunya homozigot; 75% jika ibunya heterozigot.

· Kemungkinan mempunyai anak sakit dari orang tua yang sehat adalah 0%.

Jenis pewarisan resesif kromosom X (terpaut seks):

· Pasien tidak terjadi pada setiap generasi.

· Kebanyakan laki-laki terkena dampaknya.

· Kemungkinan melahirkan anak laki-laki yang sakit dari orang tua yang sehat adalah 25%, dan anak perempuan yang sakit adalah 0%.

Jenis warisan Holandric (tertaut Y):

· Orang sakit terjadi pada setiap generasi.

· Hanya laki-laki yang sakit.

· Jika seorang ayah sakit, maka semua putranya juga sakit.

· Kemungkinan mempunyai anak laki-laki yang sakit dari ayah yang sakit adalah 100%

Metode kembar(diusulkan pada tahun 1876 oleh F. Galton untuk mempelajari pola genetik pada anak kembar.

Inti dari metode ini : perbandingan ciri-ciri kelompok kembar yang berbeda berdasarkan persamaan (konkordansi) atau perbedaan (diskordansi).

Tahapan metode:

1. Mengumpulkan sampel anak kembar dari seluruh populasi.

2. Diagnosis zigositas anak kembar.

3. Menetapkan peran relatif hereditas dan lingkungan dalam pembentukan suatu sifat.

Untuk menilai peran hereditas dan lingkungan dalam pembentukan dan perkembangan suatu sifat, mereka menggunakan Rumus Holzinger:

tidak = ( KMB%-KDB%)/100%-KDB%

di mana N adalah proporsi faktor keturunan,

KMB% dan - kesesuaian kembar monozigot dalam persentase

KDB% – kesesuaian kembar dizigotik sebagai persentase

Jika H lebih besar dari 0,5, maka genotipe berperan besar dalam pembentukan sifat tersebut; jika H kurang dari 0,5, maka lingkungan berperan besar.

Metode sitogenetik adalah studi tentang kariotipe menggunakan mikroskop.

Tahapan metode:

1. Pengambilan dan pembiakan sel (limfosit, fibroblas) pada media nutrisi buatan.

2. Penambahan fitohemagglutinin pada media nutrisi untuk merangsang pembelahan sel.

3. Menghentikan pembelahan sel pada tahap metafase dengan menambahkan colchicine.

4. Perawatan sel dengan larutan hipotonik NaCl, akibatnya membran sel hancur dan diperoleh “hamburan” kromosom.

5. Pewarnaan kromosom dengan pewarna tertentu.

6. Mikroskop dan memotret kromosom.

7. Menyusun idiogram dan analisisnya.

Metode ini memungkinkan:

· mendiagnosis mutasi genom dan kromosom;

Tentukan jenis kelamin genetik suatu organisme.

Metode biokimia. Penyebab sebagian besar penyakit monogenik herediter adalah kelainan metabolisme yang berhubungan dengan enzimopati (gangguan struktur enzim yang terlibat dalam reaksi metabolisme). Pada saat yang sama, produk metabolisme antara terakumulasi di dalam tubuh, oleh karena itu, dengan menentukannya atau aktivitas enzim menggunakan metode biokimia, penyakit metabolisme herediter (mutasi gen) dapat didiagnosis. Metode biokimia kuantitatif (uji stres) memungkinkan untuk mengidentifikasi pembawa heterozigot dari gen resesif patologis.

Analisis dermatoglif adalah studi tentang kulit punggung manusia (kulit ujung jari, sisi palmar tangan dan sisi plantar kaki), di mana lapisan papiler dermis sangat menonjol.

Metode yang diterapkan:

a) untuk membentuk zigositas anak kembar;

b) sebagai metode cepat untuk mendiagnosis komponen bawaan dari beberapa penyakit keturunan.

Biasanya, dengan patologi genom, kombinasi indikator tertentu dicatat: loop radial pada jari ke-4 dan ke-5, alur empat digit, sudut palmar utama dari 60° hingga 80°, dll.

Metode kimia berdasarkan reaksi kimia warna berkualitas tinggi. Digunakan untuk diagnosis awal penyakit metabolik herediter. Sebagai tes skrining diagnosis fenilketonuria Metode yang digunakan adalah dengan membasahi potongan kertas yang direndam dalam larutan 10% PeCl 3 atau 2,4 dinitrofenil-hidrazin dengan urin anak. Jika terdapat asam fenilpiruvat dalam urin, warna kehijauan akan muncul pada kertas saring.

Penentuan kromatin seks X dan Y. Sel epitel bukal atau leukosit digunakan untuk penelitian. A"-kromatin ditentukan dengan pewarnaan sediaan asetorcein, dan U-kromatin - saat diwarnai Acrychinipriet. Metode ini memungkinkan untuk mengidentifikasi jumlah kromosom seks dalam suatu kariotipe (jumlah kromosom A" selalu lebih banyak satu daripada jumlah rumpun kromatin A1, jumlah kromosom Y sama dengan jumlah Y- gumpalan kromatin); menentukan jenis kelamin genetik suatu individu, mendiagnosis penyakit kromosom pada jenis kelamin (dikombinasikan dengan metode lain).

Metode diagnostik prenatal (prenatal). penyakit keturunan memungkinkan untuk mengidentifikasi cacat bawaan pada janin pada tahap awal kehamilan. Dengan bantuan mereka, Anda dapat menentukan penyakitnya jauh sebelum kelahiran anak, dan jika perlu, untuk mengakhiri kehamilan.

Indikator utama diagnosis prenatal adalah:

· Penyakit keturunan yang sudah ada dalam keluarga.

· Usia ibu di atas 35 tahun, usia ayah di atas 40 tahun.

· Adanya penyakit terkait seks dalam keluarga.

· Adanya penataan ulang struktural kromosom pada salah satu tetua (terutama translokasi dan inversi).

· Heterozigositas kedua orang tua untuk sepasang alel pada penyakit resesif autosomal.

· Wanita hamil memiliki riwayat pekerjaan jangka panjang di industri berbahaya atau tinggal di tempat dengan radiasi latar tinggi, dll.

· Aborsi spontan berulang atau kelahiran anak dengan kelainan bawaan, diabetes melitus, epilepsi, infeksi pada ibu hamil, terapi obat.

Metode diagnostik prenatal dapat dibagi menjadi:

1) Penyaringan: memungkinkan kami mengidentifikasi wanita yang memiliki peningkatan risiko memiliki anak dengan kelainan bawaan atau penyakit keturunan. Metode ini tersedia secara luas dan relatif murah. Metode penyaringan meliputi:

Penentuan konsentrasi α-fetoprotein (AFP);

Penentuan kadar human chorionic gonadotropin (hCG);

Penentuan kadar estriol tidak terikat;

Deteksi protein plasma A terkait kehamilan;

Isolasi sel janin atau DNA dari tubuh ibu.

2) Non-invasif: metode pemeriksaan janin tanpa operasi. Saat ini, ini termasuk USG janin (AS). Ultrasonografi dapat digunakan untuk metode penyaringan dan klarifikasi. Akumulasi bukti menunjukkan bahwa USG tidak membahayakan janin. Di beberapa negara, USG dilakukan pada semua wanita hamil. Hal ini memungkinkan untuk mencegah kelahiran 2-3 anak dengan kelainan bawaan yang serius per 1.000 bayi baru lahir, yaitu sekitar 30% dari semua anak dengan kelainan tersebut.

3) Invasif: metode berdasarkan analisis materi genetik sel atau jaringan janin. Mereka dilakukan sesuai dengan indikasi yang ketat. Metode invasif meliputi:

Biopsi korion dan plasenta (untuk studi sitogenetik, biokimia dan analisis DNA);

Amniosentesis (pengambilan sampel cairan ketuban janin untuk mendiagnosis mutasi gen, kromosom dan genom);

Kordosentesis (pengambilan darah dari tali pusat untuk tujuan diagnosis dini penyakit darah keturunan);

Fetoskopi (memasukkan endoskopi fiberoptik ke dalam rongga amnion untuk memeriksa janin, plasenta, tali pusat, dll.);