Популяционно-статистический метод

Одним из важнейших направлений в современной генетике является популяционная генетика. Она изучает генетическую структуру популяции, их генофонд, взаимодействие факторов обусловливающих постоянство и изменение генетической структуры популяции.

В медицинской генетике популяционно – статистический метод используется при изучении наследственных болезней населения, частоты нормальных и патологических генов, генотипов и фенотипов в популяциях различных местностей, стран, городов. Кроме того, этот метод изучает закономерности распространения наследственных болезней в популяциях и возможность прогнозировать их частоту в последующих поколениях.

Популяционно – статистический метод используется для изучения:

А. Частоты генов в популяции, включая частоту наследственных болезней;

Б. Закономерности мутационного процесса

В. Роли наследственности и среды в возникновении наследственной предрасположенностью;

Г. Влияние наследственных и средовых факторов в создании фенотипического полиморфизма человека по многим признакам.

Использование популяционно-статистического метода включает правильный выбор популяции, сбор материала и статистический анализ попупяционных результатов. В основе метода лежит закономерность, установленная в1908 г. англ. математиком Дж.

ФАКТОРЫ НАРУШАЮЩИЕ СТРУКТУРУ ПОПУЛЯЦИИ

Инбридинг значительно влияет на генотипический состав популяции. Такие браки чаще всего заключаются между племянницей и дядей, между двоюродными братом и сестрой. Близкородственные браки запрещены во многих странах из-за высокой вероятности рождения детей с наследственной патологией: родственники имея общее происхождение ,могут быть носителями одного и того же рецессивного патологического гена ,и при браке двух здоровых гетерозигот вероятность рождения больного ребенка становится высоким.

Новые гены могут поступать в популяцию в результате миграции, когда особи из одной популяции перемещаются в другую и скрещиваются с представителями данной популяции. Реальные популяции редко бывают полностью изолированными. Всегда происходит передвижение особей из одной популяции в другую. Такое передвижение может быть не только активным, но и пассивным. Иногда человек умышленно перемешивает популяции. В локальных популяциях частота аллелей может изменяться, если у «старожилов» и пришельцев исходные частоты аллелей различны. Аналогичные процессы происходят и в человеческих сообществах.

В США потомство от смешанных браков между белыми и неграми относятся к негритянскому населению. По данным Ф. Айала и Дж. Кайгера частота аллели, контролирующего резус – фактор у белого населения, составляет 0,028. В африканских племенах, от которых происходит современное негритянское население, частота аллеля ровна 0,630. Частота аллеля у современного негритянского населения Америки составляет 0,446. Таким образом, поток генов от белого населения к негритянскому шел со скоростью 3,6% за 1 поколение. В результате через 10 поколений доля генов африканских предков составляет сейчас 0.694 общего числа генов современного негритянского населения США. Около 30% генов американские негры унаследовали от белого населения.

Следует рассмотреть кратко, как влияют на генетическую структуру популяции мутационный процесс и отбор. Мутации, как фактор эволюции, обеспечивают приток новых аллелей в популяцию. По изменению генотипа мутации подразделяют на генные, внутрихромосомные и межхромосомные, геномные. Генные мутации могут быть прямыми (А >а ) и обратные ( а>А). Частота возникновения прямых мутаций выше обратных. Одни и те же гены могут мутировать многократно. Кроме того, один и тот же ген может изменяться в несколько аллельных состояний, образуя серию множественных аллелей. Изучение частоты мутаций у человека, обусловливающих такие тяжелые болезни, как гемофилия, ретинобластома, пигментноя ксеродерма и др. дают основания полагать, что частота возникновения патологических мутаций отдельного гена около 1 –2 на сто тыс. гамет за поколение.

Частота мутаций может значительно возрасти при действии на организм некоторых физических и химических факторов – мутагенов. Химические мутагены обнаружены среди промышленных ядов, гербицидов, пищевых добавок и лекарств. Большинство канцерогенных веществ также обладают мутагенным действием. Кроме того, многие биологические факторы, например, вирусы, живые вакцины, а также гистамин, стероидные, гормоны, вырабатываемые, в организме человека могут вызывать мутации. Сильными мутагенами являются различные виды излучений, способные продуцировать генные и хромосомные мутации у человека, о чем свидетельствуют последствия аварии на ЧАЭС.

К факторам, нарушающим постоянство генетической структуры популяций, относится и естественный отбор, вызывающий изменение генофонда путем элиминации из популяции менее приспособленных особей или снижение их плодовитости. Рассмотрим влияние отбора на примере доминантной патологии – ахондроплазии. Больные имеют пониженную жизнеспособность и умирают в детском возрасте, т.е. устраняются естественным отбором из популяции. Выжившие карлики редко вступают в брак и имеют мало детей.

Большинство мутантных генотипов имеют низкую селекционную ценность и попадают под действие отбора. По данным В.Маккьюсина среди мутантов около 15% плодов погибают до рождения, 3% - умирают не достигнув половой зрелости, 20% умирают до вступления в брак, в 10% случаев брак остается бесплодным.

Однако не каждый мутантный ген снижает селективную ценность признака. В ряде случаев патологический ген в гетерозиготном состоянии может повышать жизнеспособность особей