Основные методы исследования генетики человека

Популяционный метод в медицинской генетике

Популяционный метод направлен на изучение частот аллелей и генотипов в различных популяциях, а также факторов, влияющих на их динамику.

Этот метод особенно важен при проведении эпидемиологических исследований.Генетическое изучение популяций человека невозможно без учета географических и климатических условий.

Но особенно важны демографмческие характеристики популяции, такие как  численность, рождаемость, смертность, возрастная и социальная структура, национальный состав, религиозная принадлежность, образ жизни, особенности питания, наличие вредных привычек и др.

Наследственные заболевания в разных популяциях, этнических группах и расах встречаются с разными частотами, и это обусловлено различиями в частотах и спектрах мутаций.

Необходимость выделения популяционного метода связана с тем, что распространенность наследственных заболеваний далеко не одинакова по разным регионам мира или даже отдельной страны или территории.

Например, распространенность хромосомных аномалий колеблется от 5 до 8 на 1000 новорожденных, но наибольшее распространение имеет болезнь Дауна — в разных популяциях варьирует от 5 до 25 на 1000 новорожденных.

Аналогичная особенность свойственна и моногенным заболеваниям: частота фенилкетонурии в России 1:7900 новорожденных, в Австрии — 1 :12 000, в Финляндии — 1:43 000, в Японии 1:100 000. Таким образом, существует широкая дифференциация народов и этнических групп по распространенности наследственных заболеваний.

Широкие вариации касаются аутосомно-доминантных, аутосомио-рецессивных и Х-сцепленных наследственных болезней, а также большой группы мультифакториальных заболеваний.

Наряду с высокой дифференциацией отдельных болезней по странам, ряд болезней встречаются примерно с одинаковой частотой — тапеторетинальная абиотрофия, ихтиоз, гемофилия, миопатия Дюшенна и др., что указывает на наличие равновесия между давлением мутаций и отбором в крупных популяциях.

Популяционная генетика не только констатирует разные частоты заболеваний в тех или иных регионах, но и пытается понять причины их неодинакового распределения, выяснить закономерности, влияющие на частоту и генетическое разнообразие наследственных заболеваний в разных по структуре популяциях.

Накоплен большой опыт подобных исследований, который свидетельствует о том, что на распространенность влияют генетическое разнообразие (частота генотипов, частота аллелей и др.) и частота болезней при передаче поколениям могут изменяться под влиянием многих генетических факторов (типа семейных браков, размера популяции, миграции населения, типов мутаций, степени отбора и др.).

Популяционно-статистические методы дают возможность установить:

• — частоту генов и генотипов в популяциях;
• — степень гетерозиготности и клинико-генетического полиморфизма;
• — изменение частоты генов под влиянием отбора;
• — степень влияния факторов популяционной динамики на частоту генов и клинических фенотипов;
• — степень экспрессии генов под влиянием средовых факторов;
• — степень межпопуляционного генетического разнообразия различных популяций;
• — тип наследственной передачи заболевания в исследуемых популяциях.

Соотношение генотипов в ряду поколений отражает закон Харди-Вайнберга, установленный в 1908 г. английским математиком Г.Х. Харди (G.M. Hardy) и немецким врачом В. Вайнбергом (W. Weinberg).

Согласно этому закону в ряду поколений сохраняется равновесие генных частот и частот генотипов, если никакие особые факторы не нарушают это равновесие.

При изменении любого из условий равновесия соотношение численности обоих генов нарушается. К этим условиям относятся кровнородственные браки, уровень миграционных процессов, ограничение скрещивания, мутации, степень изолированности популяции, отбор и др.

Закон Харди-Вайнберга

Анализ соответствия распределения частот аллелей и генотипов в различных популяцияхзакону Харди-Вайнберга позволяет судить о том, является ли популяция панмиктической, то есть соблюдается ли в ней принцип случайности скрещивания вне зависимости от генотипов особей.

Важными практическими задачами являются анализ спектров и частот распределения в отдельных популяциях мутантных аллелей, ассоциированных с определенными наследственными заболеваниями, и выявление среди них мажорных мутаций.

Закон Харди-Вайнберга свидетельствует о том, что наследование как таковое не меняет частоты аллелей в популяции. Этот закон вполне пригоден для анализа крупных популяций, где идет свободное скрещивание. Сумма частот аллелей одного гена, согласно формуле Харди — Вайнберга р+q=1, в генофонде популяции является величиной постоянной.

Сумма частот генотипов аллелей данного гена p2+2pq+q2=1 также величина постоянная. При полном доминировании, установив в данной .популяции число рецессивных гомозигот (q2 — число гомозиготных ‘особей по рецессивному гену с генотипом аа), достаточно извлечь квадратный корень из полученной величины, и мы найдем частоту рецессивного аллеля а.

Частота доминантного аллеля А составит р = 1 — q. Вычислив таким образом частоты аллелей а и А, можно определить частоты соответствующих генотипов в популяции (р2=АА; 2рq=Аа).

Например, по данным ряда ученых, частота альбинизма (наследуется как аутосомный рецессивный признак) составляет 1:20 000 (q2). Следовательно, частота аллеля a в генофонде будет q2=l/20000 = /l4l и тогда частота аллеля А будет

p=1-q. p=1. p=1 – 1/141=140/141.

В этом случае частота гетерозиготных носителей гена альбинизма (2pq) составит 2(140/141) x (1/141) = 1/70, или 1,4%

Статистический анализ распространения отдельных наследственных признаков (генов) в популяциях людей в разных странах позволяет определить адаптивную ценность конкретных генотипов.

Однажды возникнув, мутации могут передаваться потомству на протяжении многих поколений. Это приводит к полиморфизму (генетической неоднородности) человеческих популяций.

Среди населения Земли практически невозможно (за исключением однояйцевых близнецов) найти генетически одинаковых людей. В гетерозиготном состоянии в популяциях находится значительное количество рецессивных аллелей (генетический груз), обусловливающих развитие различных наследственных заболеваний.

Частота их возникновения зависит от концентрации рецессивного гена в популяции и значительно повышается при заключении близкородственных браков.

Этот закон исходит из следующих положений:

• 1) формирование родительских пар и соединение гамет носят случайный характер,
• 2) генотипический состав определяется случайным сочетанием всех гамет,
• 3) весь фонд яйцеклеток содержит Р гамет, несущих аллель А и q гамет, несущих аллель а (это относится и к сперматозоидам), т.е. частоты генотипов среди потомства равны квадрату частот генов среди гамет.

При рассмотрении закона Харди-Вайнберга чаще всего речь идет о большой панмиксной популяции.

Этот закон является основополагающим для всей популяционной генетики. В реальной ситуации частота генотипов может изменяться в результате случайных колебаний состава гамет в различных группах лиц, т.е. наблюдается эффект дрейфа генов, а также в результате мутаций, отбора и т.д.

Он справедлив для случаев как множественных аллелей, так и многих независимых локусов, при этом равновесие достигается уже в первом поколении. Для оценки сегрегационных частот могут использоваться и другие методы (метод сибсов Вайнберга, пробандовый метод и др.), а также более сложные и компьютеризированные методы расчетов (метод линейной интерполяции, взвешенных шансов и др.).

Основные методы исследования генетики человека

Перечислим основные методы исследования генетики человека:

1. Генетический метод, при котором ученые собирают и анализируют всю родословную человека.

Благодаря исследованию родословной можно установить, каким образом передаются различные заболевания.

Обычно родословная составляется для больного человека. Данный метод исследования позволяет понять, как передается болезнь.

Многодетным семьям лучше применять именно этот метод исследования генетики.

2. Популяционный метод исследования генетики человека — это метод изучения частоты встречаемости генов в человеческой популяции.

Его используют для оценки возможности рождения ребенка с определенным признаком.

3. Близнецовый метод, которым изучают однояйцовых близнецов, проживающих в различных условиях. Также для изучения генетики человека используют материалы, собранные в процессе наблюдения за близнецами.

Данный метод помогает понять, как происходит влияние окружающей среды на генотип и психические свойства человека, т.е. что передается генетически, а что мы получаем в ходе индивидуального развития.

Также для исследования генетики человека ученые используют такие методы как:

4. Цитогенетический метод для изучения строения хромосом.

Этим методом устанавливают формы и количество хромосом, производят диагностику исследований болезней, которые возникают по причине изменения числа и структуры хромосом.

Благодаря этому методу исследования можно выявить такое генетическое заболевание как синдром Клайнфельтера (добавочная женская хромосома у мужчин).

5. Биохимический метод для определения где, и по какой причине происходит мутация в генах.

Данный метод выявляет детей с наследственными заболеваниями.

6. Генетика соматических клеток — это метод изучения наследственности и изменчивости соматических клеток человека.

Для анализа размножают клетки в специальных условиях и наблюдают за генетическими процессами, которые происходят в данных клетках.

7. Исследование патологий обмена веществ. Здесь определяют людей с наследственными нарушениями.

Сразу после рождения у ребенка берут кровь на анализ, который помогает выяснить, есть ли у новорожденного наследственные заболевания.

Возможны и дополнительные методы исследования генетики человека, однако, здесь мы перечислили основные из них.

Методы изучения генетики человека

Для генетических исследований человек является неудобным объектом, так как у человека:

• невозможно экспериментальное скрещивание;
• большое количество хромосом;
• поздно наступает половая зрелость;
• малое число потомков в каждой семье;
• невозможно уравнивание условий жизни для потомства.

В генетике человека используется ряд методов исследования.

Генеалогический метод

Использование этого метода возможно в том случае, когда известны прямые родственники — предки обладателя наследственного признака (пробанда) по материнской и отцовской линиям в ряду поколений или потомки пробанда также в нескольких поколениях.

При составлении родословных в генетике используется определенная система обозначений. После составления родословной проводится ее анализ с целью установления характера наследования изучаемого признака.

Условные обозначения, принятые при составлении родословных:

1 — мужчина; 2 — женщина; 3 — пол не выяснен; 4 — обладатель изучаемого признака; 5 — гетерозиготный носитель изучаемого рецессивного гена; 6 — брак; 7 — брак мужчины с двумя женщинами; 8 — родственный брак; 9 — родители, дети и порядок их рождения; 10 — дизиготные близнецы; 11 — монозиготные близнецы.

Благодаря генеалогическому методу были определены типы наследования многих признаков у человека.

Так, по аутосомно-доминантному типу наследуются полидактилия (увеличенное количество пальцев), возможность свертывать язык в трубочку, брахидактилия (короткопалость, обусловленная отсутствием двух фаланг на пальцах), веснушки, раннее облысение, сросшиеся пальцы, заячья губа, волчья пасть, катаракта глаз, хрупкость костей и многие другие. Альбинизм, рыжие волосы, подверженность полиомиелиту, сахарный диабет, врожденная глухота и другие признаки наследуются как аутосомно-рецессивные.

Доминантный признак — способность свертывать язык в трубочку (1) и его рецессивный аллель — отсутствие этой способности (2).
3 — родословная по полидактилии (аутосомно-доминантное наследование).

Целый ряд признаков наследуется сцепленно с полом: Х-сцепленное наследование — гемофилия, дальтонизм; Y-сцепленное — гипертрихоз края ушной раковины, перепончатость пальцев ног.

Имеется ряд генов, локализованных в гомологичных участках Х— иY-хромосом, например общая цветовая слепота.

Использование генеалогического метода показало, что при родственном браке, по сравнению с неродственным, значительно возрастает вероятность появления уродств, мертворождений, ранней смертности в потомстве. В родственных браках рецессивные гены чаще переходят в гомозиготное состояние, в результате развиваются те или иные аномалии.

Примером этого является наследование гемофилии в царских домах Европы.

Близнецовый метод

1 — монозиготные близ­нецы; 2 — дизигот­ные близ­нецы.

Близнецами называют одновременно родившихся детей.

Они бывают монозиготными (однояйцевыми) идизиготными (разнояйцевыми).

Монозиготные близнецы развиваются из одной зиготы (1), которая на стадии дробления разделилась на две (или более) части. Поэтому такие близнецы генетически идентичны и всегда одного пола. Монозиготные близнецы характеризуются большой степенью сходства (конкордантностью) по многим признакам.

Дизиготные близнецы развиваются из двух или более одновременно овулировавших и оплодотворенных разными сперматозоидами яйцеклеток (2).

Поэтому они имеют различные генотипы и могут быть как одного, так и разного пола. В отличие от монозиготных, дизиготные близнецы характеризуются дискордантностью — несходством по многим признакам.

Данные о конкордантности близнецов по некоторым признакам приведены в таблице.

Признаки	Конкордантность, %
Монозиготные близнецы	Дизиготные близнецы
Нормальные
Группа крови (АВ0)
Цвет глаз	99,5
Цвет волос
Патологические
Косолапость
«Заячья губа»
Бронхиальная астма	4,8
Корь
Туберкулез
Эпилепсия
Шизофрения

Как видно из таблицы, степень конкордантности монозиготных близнецов по всем приведенным признакам значительно выше, чем у дизиготных, однако она не является абсолютной.

Как правило, дискордантность монозиготных близнецов возникает в результате нарушений внутриутробного развития одного из них или под влиянием внешней среды, если она была разной.

Благодаря близнецовому методу, была выяснена наследственная предрасположенность человека к ряду заболеваний: шизофрении, эпилепсии, сахарному диабету и другим.

Наблюдения за монозиготными близнецами дают материал для выяснения роли наследственности и среды в развитии признаков. Причем под внешней средой понимают не только физические факторы среды, но и социальные условия.

Цитогенетический метод

Основан на изучении хромосом человека в норме и при патологии.

В норме кариотип человека включает 46 хромосом — 22 пары аутосом и две половые хромосомы. Использование данного метода позволило выявить группу болезней, связанных либо с изменением числа хромосом, либо с изменениями их структуры.

Такие болезни получили название хромосомных.

Материалом для кариотипического анализа чаще всего являются лимфоциты крови. Кровь берется у взрослых из вены, у новорожденных — из пальца, мочки уха или пятки.

Лимфоциты культивируются в особой питательной среде, в состав которой, в частности, добавлены вещества, «заставляющие» лимфоциты интенсивно делиться митозом. Через некоторое время в культуру клеток добавляют колхицин. Колхицин останавливает митоз на уровне метафазы. Именно во время метафазы хромосомы являются наиболее конденсированными.

Далее клетки переносятся на предметные стекла, сушатся и окрашиваются различными красителями. Окраска может быть а) рутинной (хромосомы окрашиваются равномерно), б) дифференциальной (хромосомы приобретают поперечную исчерченность, причем каждая хромосома имеет индивидуальный рисунок).

Рутинная окраска позволяет выявить геномные мутации, определить групповую принадлежность хромосомы, узнать, в какой группе изменилось число хромосом. Дифференциальная окраска позволяет выявить хромосомные мутации, определить хромосому до номера, выяснить вид хромосомной мутации.

В тех случаях, когда необходимо провести кариотипический анализ плода, для культивирования берутся клетки амниотической (околоплодной) жидкости — смесь фибробластоподобных и эпителиальных клеток.

К числу хромосомных заболеваний относятся: синдром Клайнфельтера, синдром Тернера-Шерешевского, синдром Дауна, синдром Патау, синдром Эдвардса и другие.

Больные с синдромом Клайнфельтера (47, ХХY) всегда мужчины.

Они характеризуются недоразвитием половых желез, дегенерацией семенных канальцев, часто умственной отсталостью, высоким ростом (за счет непропорционально длинных ног).

Синдром Тернера-Шерешевского (45, Х0) наблюдается у женщин. Он проявляется в замедлении полового созревания, недоразвитии половых желез, аменорее (отсутствии менструаций), бесплодии.

Женщины с синдромом Тернера-Шерешевского имеют малый рост, тело диспропорционально — более развита верхняя часть тела, плечи широкие, таз узкий — нижние конечности укорочены, шея короткая со складками, «монголоидный» разрез глаз и ряд других признаков.

Синдром Дауна — одна из самых часто встречающихся хромосомных болезней.

Она развивается в результате трисомии по 21 хромосоме (47; 21, 21, 21). Болезнь легко диагностируется, так как имеет ряд характерных признаков: укороченные конечности, маленький череп, плоское, широкое переносье, узкие глазные щели с косым разрезом, наличие складки верхнего века, психическая отсталость.

Часто наблюдаются и нарушения строения внутренних органов.

Хромосомные болезни возникают и в результате изменения самих хромосом.

Так, делеция р-плеча аутосомы №5 приводит к развитию синдрома «крик кошки». У детей с этим синдромом нарушается строение гортани, и они в раннем детстве имеют своеобразный «мяукающий» тембр голоса. Кроме того, наблюдается отсталость психомоторного развития и слабоумие.

Чаще всего хромосомные болезни являются результатом мутаций, произошедших в половых клетках одного из родителей.

Биохимический метод

Позволяет обнаружить нарушения в обмене веществ, вызванные изменением генов и, как следствие, изменением активности различных ферментов.

Наследственные болезни обмена веществ подразделяются на болезни углеводного обмена (сахарный диабет), обмена аминокислот, липидов, минералов и др.

Фенилкетонурия относится к болезням аминокислотного обмена. Блокируется превращение незаменимой аминокислоты фенилаланин в тирозин, при этом фенилаланин превращается в фенилпировиноградную кислоту, которая выводится с мочой. Заболевание приводит к быстрому развитию слабоумия у детей.

Ранняя диагностика и диета позволяют приостановить развитие заболевания.

Популяционно-статистический метод

Это метод изучения распространения наследственных признаков (наследственных заболеваний) в популяциях.

Существенным моментом при использовании этого метода является статистическая обработка получаемых данных.

Под популяцией понимают совокупность особей одного вида, длительное время обитающих на определенной территории, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее происхождение, определенную генетическую структуру и в той или иной степени изолированных от других таких совокупностей особей данного вида.

Популяция является не только формой существования вида, но и единицей эволюции, поскольку в основе микроэволюционных процессов, завершающихся образованием вида, лежат генетические преобразования в популяциях.

Изучением генетической структуры популяций занимается особый раздел генетики — популяционная генетика.

У человека выделяют три типа популяций:

• 1) панмиктические,
• 2) демы,
• 3) изоляты, которые отличаются друг от друга численностью, частотой внутригрупповых браков, долей иммигрантов, приростом населения.

Население крупного города соответствует панмиктической популяции.

В генетическую характеристику любой популяции входят следующие показатели:

• 1) генофонд (совокупность генотипов всех особей популяции),
• 2) частоты генов,
• 3) частоты генотипов,
• 4) частоты фенотипов, система браков,
• 5) факторы, изменяющие частоты генов.

Для выяснения частот встречаемости тех или иных генов и генотипов используется закон Харди-Вайнберга.

Закон Харди-Вайнберга

В идеальной популяции из поколения в поколение сохраняется строго определенное соотношение частот доминантных и рецессивных генов (1), а также соотношение частот генотипических классов особей (2).

p + q = 1, (1)
р2 + 2pq + q2 = 1, (2)

где p — частота встречаемости доминантного гена А; q — частота встречаемости рецессивного гена а; р2 — частота встречаемости гомозигот по доминанте АА; 2pq — частота встречаемости гетерозигот Аа; q2 — частота встречаемости гомозигот по рецессиву аа.

Идеальной популяцией является достаточно большая, панмиктическая (панмиксия — свободное скрещивание) популяция, в которой отсутствуют мутационный процесс, естественный отбор и другие факторы, нарушающие равновесие генов.

Понятно, что идеальных популяций в природе не существует, в реальных популяциях закон Харди-Вайнберга используется с поправками.

Закон Харди-Вайнберга, в частности, используется для примерного подсчета носителей рецессивных генов наследственных заболеваний.

Например, известно, что в данной популяции фенилкетонурия встречается с частотой 1:10000. Фенилкетонурия наследуется по аутосомно-рецессивному типу, следовательно, больные фенилкетонурией имеют генотип аа, то есть q2 = 0,0001. Отсюда: q = 0,01; p = 1 — 0,01 = 0,99.

Носители рецессивного гена имеют генотип Аа, то есть являются гетерозиготами. Частота встречаемости гетерозигот (2pq) составляет 2 · 0,99 · 0,01 ≈ 0,02.

Вывод: в данной популяции около 2% населения — носители гена фенилкетонурии. Заодно можно подсчитать частоту встречаемости гомозигот по доминанте (АА): p2 = 0,992, чуть меньше 98%.

Изменение равновесия генотипов и аллелей в панмиктической популяции происходит под влиянием постоянно действующих факторов, к которым относятся: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, естественный отбор, дрейф генов, эмиграция, иммиграция, инбридинг.

Именно благодаря этим явлениям возникает элементарное эволюционное явление — изменение генетического состава популяции, являющееся начальным этапом процесса видообразования.

Генетика человека — одна из наиболее интенсивно развивающихся отраслей науки. Она является теоретической основой медицины, раскрывает биологические основы наследственных заболеваний. Знание генетической природы заболеваний позволяет вовремя поставить точный диагноз и осуществить нужное лечение.

Данные, полученные при клинико-генеалогическом и близ­нецовом методах исследования, сравниваются с данными о час­тоте встречаемости признака (заболевания) в общей популяции.

Частота того или иного гена в конкретной популяции опреде­ляет и особенности накопления больных в семьях.

Например, высокая частота рецессивного гена в популяции приводит к относительно высокой частоте здоровых гетерозиготных но­сителей, повышается вероятность брака аа х Аа, в котором наблюдается так называемый псевдодоминантный тип насле­дования, т.е. вероятность больных и здоровых детей будет составлять 1:1, что характерно для доминантного типа насле­дования. Частота различных рецессивных болезней зависит от концентрации мутантных генов в популяции.

Изучение генетической структуры популяции является не­обходимым этапом изучения распределения наследственных болезней в семьях.

Под популяцией в генетике понимается часть населения, занимающая одну территорию на протяжении многих поколе­ний и свободно вступающая в брак между собой.

В этой группе выполняется условие панмиксии и нет изоляционных барье­ров, препятствующих свободным бракам. В такой популяции соотношение частот доминантных и рецессивных аллелей при достаточно большом размере популяции сохраняется в ряду поколений без изменений.

Закон генетической стабильности выражается формулой Харди—Вайнберга:

р2АА: 2pqAa : q2aa, или (р + q)2= 1, тогда

(p + q) = 1,

т.е. частоты доминантного А и рецессивного гена а в сумме составляют единицу и являются постоянной величиной, а соот­ношение доминантных гомозигот, гетерозигот и рецессивных гомозигот определяется как квадрат встречаемости доминант­ного аллеля, произведение доминантного и рецессивного аллелей и квадрат встречаемости рецессивного аллеля соответственно.

Популяций, полностью отвечающих требованиям идеальной генетической стабильности по Харди—Вайнбергу, в природе не существует, т.к. для выполнения вышеуказанных условий долж­ны отсутствовать мутационный процесс, естественный отбор и миграция.

Однако как рабочая формула закон Харди—Вайн­берга с успехом используется в популяционно-генетических исследованиях, ибо в больших популяциях перечисленные процессы протекают достаточно медленно (в отсутствие войн и гуманитарных катастроф) и не вызывают сколько-нибудь значительных изменений соотношения частот аллелей.

Популяционно-генетический метод позволяет установить частоты генов болезней в популяции и частоту гетерозиготно­го носительства.

С популяционной частотой сравниваются показатели пробандовой конкордантности при изучении соот­носительной роли наследственности и среды и пенетрантности генов близнецовым методом, а также частота болезни среди родственников различной степени родства при изучении бо­лезней с наследственной предрасположенностью.

По распространенности частот генов и связанных с ними фенотипов можно судить об адаптивной ценности отдельных генотипов.

Благодаря бракам внутри отдельных популяций опреде­ленные гены могут ограничиваться пределами конкретных популяций либо распределяться неравномерно между различ­ными популяциями.

Если вступление в брак для любых членов популяции равновероятно, то такая популяция называется панмиксной. Если имеются препятствия (этнические, соци­альные, религиозные), то группы населения, различающиеся по этим параметрам, могут образовывать изоляты внутри попу­ляции. Неизбирательные по указанным признакам браки (аутбридинг) предполагают случайный подбор супругов.

От­клонения от панмиксии возникают, когда браки ассортативны, т.е. супруги подбираются по какому-либо признаку, например, по общим дефектам сенсорной сферы, опорно-двигательного аппарата или по психическому недоразвитию.

В наше время браки между индивидами, страдающими нарушениями слуха или зрения, являются скорее правилом, чем исключением.

Отклонения от панмиксии происходят и тогда, когда в брак вступают родственники. Такой брак называется кровнородственным (инбридинг). Близкородствен­ные браки между родственниками I степени родства (между родителями и детьми и родными братьями и сестрами) называются инцестными.

Примеры таких браков можно привести лишь из истории. Так, царица Египта Клеопатра родилась от инцестного брака и состояла в браках с родными братьями. Это было связано со стремлением сохранить свою «голубую» кровь.

В настоящее время такие браки повсеместно запрещены. Запрет связан с повышенным риском выявления рецессивной и полигенной патологии. Браки между родственни­ками II степени родства (дядя — племянница, тетя — племянник) распространены, в частности, в арабских странах, что обусловлено экономическими соображениями.

В России частота кровнородственных браков не превышает 1% и в основном в такой брак вступают двоюродные сибсы либо родственники более отдаленных степеней родства. Таким образом, степень родства между индивидуумами в различных популяциях неодинакова. Для ее оценки пользуются коэффи­циентом инбридинга F (Райт, 1885), определяющим вероят­ность идентичности по происхождению двух любых аллелей данного локуса.

Например, нужно установить вероятность того, что у супругов — дяди и племянницы имеется по одному рецессивному гену фенилкетонурии, полученному от общего предка. Таким общим предком для них является бабушка или дедушка племянницы.

Вероятность того, что бабушка (дедуш­ка) передали свой ген (ФКУ) одному из своих детей, составляет 1/2. Вероятность того, что оба ребенка бабушки (дедушки) получили этот ген, составляет 1/2 х 1/2 = 1/4. Вероятность двух независимых событий равна произведению их вероятнос­тей.

Вероятность того, что один из детей бабушки передал этот ген своему ребенку, составляет также 1/2. Следовательно, коэффициент инбридинга составит 1/4 х 1/2 = 1/8. Рассуждая так, можно рассчитать, что коэффициент инбридинга для браков двоюродных сибсов составит 1/16, троюродных — 1/32, четвероюродных — 1/64.

В небольших популяциях в связи с ограниченностью выбора нарастает инбредность, возникает явление «инбредной депрессии»: число гетерозигот по рецессивной болезни снижается, а гомозигот (больных) повышается.

Коэффици­ент инбридинга может быть рассчитан как для популяций, так и для пары индивидов. Еще один близкий показатель, называемый коэффициентом родства (Ф), можно рассчитать только для двух индивидов. Коэффициент родства Фху— это вероятность того, что любой ген, принадлежащий индиви­ду X, идентичен гену того же локуса у индивида Y. Коэффициент родства определяет долю общих генов у пары родственников.

Так, у монозиготных близнецов 100% общих генов, у родственников I степени родства (родитель—ребенок, родные сибсы) — 50% общих генов, у родственников II степени родства (дяди, тети, племянники, бабушки (дедушки), внуки) — 25% общих генов, у родственников III степени родства (двоюродные сибсы, прадедушки (прабабушки), правнуки) — 12,5% общих генов.