Серповидноклеточная анемия наследуется как аутосомный рецессивный признак

Поделиться статьей в социальных сетях:

Серповидноклеточная анемия является следствием генных мутаций, на участке, отвечающем за контроль над образованием бета-цепей в сложном белке, в контексте – гемоглобине. Как результат мутации – одна аминокислота в b-глобиновой цепи заменяется. Конкретно: происходит замещение глутаминовой кислоты в 6 позиции на валин.

То есть, формула белка теперь неустойчива и на фоне прогрессирующей гипоксии изменяется ее строение. Происходят кристаллизация и полимеризация, образуется измененный гемоглобин HbS. Что становится причиной деструкции формы эритроцитов – они длиннее, истончаются, внешне начинают напоминать серпы.

Наследственная болезнь – серповидноклеточная анемия: что это

Кровь артериального типа оттекает от легких и несет по организму кислород, но на уровне тканей он проникает в клетки всех органов, и это неизбежно приведет к реакции полимеризации белка и появлению эритроцитов с формой полумесяца.

У человека серповидноклеточная анемия обратима только на начальной стадии. Вторичное прохождение легочных капилляров, вновь насыщает кровь кислородом, что возвращает эритроцитам их адекватные формы. Но деструктивные изменения повторяются при прохождении крови через ткани, как результат – строение эритроцитарной мембраны нарушено, проницаемость повышена, ионы калия и йода покидают клетки. На этом моменте кардинальные изменения эритроцита «фиксируются», они меняются необратимо.

Способность пластической адаптации у серповидных эритроцитов сильно снижена, он уже не может претерпевать обратную деформацию, проходя через капилляры, поэтому закупоривает их. Что приводит к нарушению кровоснабжения разных систем и органов, развивается тканевая гипоксия. Это провоцирует дальнейшее увеличение числа месяцеподобных эритроцитов.

У больных серповидноклеточной анемией эритроцитарная мембрана слишком ломкая и хрупкая, поэтому продолжительность жизни клетки весьма коротка. На фоне этого уменьшается и общее число эритроцитов, появляются локальные сбои в цикле кровообращения на тканевом уровне, закупориваются сосуды, в почках начинает усиленно образовываться эритропоэтин. Это ускоряет процессы эритропоэза в красном веществе костного мозга, за счет чего компенсируется анемичное состояние.

Нужно заметить, что HbF, который состоит и из альфа-цепей, и гамма-цепей, в некоторых эритроцитах по концентрации достигает 10%, при этом не подвержен полимеризирующим реакциям и способен предотвратить деформацию эритроцитов до серповидной формы. Клетки с минимальным содержанием HbF видоизменяются одними из первых, практически сразу же.

Наследование серповидноклеточной анемии

normalnye-serpovidnye-eretrocyty Как указывалось выше – серповидноклеточная анемия наследуется как генетическое заболевание. Мутация обуславливается изменениями в одном или двух генах, отвечающих за кодирование b-цепей в белке. Такая патология не возникает в организме самостоятельно, а передается от обоих родителей.

Половые клетки содержат в себе по 23 хромосомы. В момент успешного оплодотворения они сливаются, таким образом появляется зигота, то есть, клетка с новыми качествами. Из нее затем и развивается плод. Сливаются между собой и ядра половых клеток обоих полов, и, по сути, благодаря этому восстанавливается полный хромосомный набор (23 пары). Что и присуще клеткам организма человека. Таким образом новорожденный унаследует генетический материал и от матери, и от отца.

Серповидноклеточная анемия: тип наследования – аутосомно-рецессивный. Чтобы родившийся ребенок был болен, он должен получить мутировавшие гены от обоих родителей. Все зависит о того, какой именно комплект генов унаследовал новорожденный:

Малыш с диагностированной серповидноклеточной анемией. Но этот вариант будет возможен при соблюдении следующего условия: мать и отец имеют эту патологию или являются ее бессимптомным носителем. Еще одно условие – новорожденный получает по одному «бракованному» гену от каждого. Это называется гомозиготной формой заболевания.
Опять рождается человек, являющийся бессимптомным носителем. Этот вариант развивается, если малыш получает «в наследство» только один дефективный ген, а второй – нормальный. Это называется гетерозиготным типом заболевания. Как результат – эритроцит содержит приблизительно равное число как гемоглобина типа S, так и типа А. Что помогает поддерживать оптимальную форму и эритроцитарные функции, при условии, что нет никаких отягчающих состояние патологий.

То есть, у человека серповидноклеточная анемия наследуется как не полностью (носитель), так и полностью (болеющий). Других вариантов появления мутаций врачами обнаружено не было. Но точные причины их развития у родителей не были установлены и до сих пор. Предполагают только ряд факторов, приводящих к мутациям, чье прямое действие на организм приведет к искажению генетического клеточного аппарата, провоцируя большой спектр хромосомных патологий.

Серповидная анемия: диагностирование и лечение

Диагностировать и лечить серповидноклеточную патологию может только врач-гематолог. Диагноз не ставят только на основании внешней симптоматики, нужно собрать подробный семейный анамнез, уточнить время и обстоятельства, при которых признаки патологии проявились в первый раз. Но подтвердить диагноз можно только посредством специфических обследований:

Серповидноклеточная анемия в одной из популяций определяется по:

Традиционному анализу крови.
Биохимии крови.
Результатам УЗИ, рентгенографии.

Эффективных средств лечения, дающих возможность полноценного избавления от этой болезни – не существует. Помочь больному можно только путем предотвращения увеличения количества видоизмененных эритроцитов. Кром того, нужно вовремя купировать внешние признаки болезни.

Принципиальное лечение этой анемии состоит из:

Здорового образа жизни.
Лекарств, повышающих показатели белка-гемоглобина и увеличивающих число недеформированных эритроцитов.
Кислородотерапии.
Купирования локальных болей.
Устранения профицита железа.
Профилактики вирусных инвазий.

Метод, позволяющий установить процентную вероятность наследования патологии – это ПЦР. Исследуется родительский генетический материал и выявляются мутировавшие участки генома. Результатом считается и их наличие/отсутствие, и определение типа и формы заболевания при его наличии – гомозиготная/гетерозиготная анемия.

Источник

Задачи

1. Голубоглазый мужчина, родители которого имели карие глаза, женился на кареглазой женщине, у отца которой глаза были голубые, а у матери — карие. Какое потомство можно ожидать от этого брака, если известно, что ген карих глаз доминирует над геном голубых?

Решение:

Генотип женщины – Аа, так как от отца, в соответствии с законом чистоты гамет, она могла получить только ген а, а от матери, для проявления доминантного признака, она должна получить ген А.

Дано:
А – ген карих глаз а – ген голубых глаз		Р:	♀ Аа	х	♂ аа
		кар. гл		гол. гл.
	G:	А а		а
F1 – ?		F1:	Аа; аа
			кар. гл.; гол. гл.
			50% 50%

Ответ: 50% детей в этой семье будут иметь карие глаза и 50% – голубые глаза.

2. 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.

мужчина AA или Aa, мать его аа

женщина АА или Аа, сестры и братья АА или Аа и аа, аа

мужчина не может быть АА т.к. мать аа следовательно он Аа

женщина тоже Аа т.к. двое из троих ее братьев и сестер были левшами (следовательно один из ее родителей был гетерозиготен и другой(ая) – гомозиготен по рецессиву)

Родители: мужчина и женщина

Фенотип: правша и правша

Генотип: Аа х Аа

Гамета: А а А а

Первое поколение: АА Аа Аа аа

Вероятность того что дети будут левшами 1/4=0,25=25%

Ответ: 25%.

3. Миоплегия передается по наследству как доминантный признак. Определите вероятность рождения детей с аномалиями в семье, где отец гетерозиготен, а мать не страдает миоплегией.

4. У человека ген полидактилии доминирует над нормальным строением кисти.

– Определите вероятность рождения шестипалых детей в семье, где оба родителя гетерозиготны.

– В семье, где один из родителей имеет нормальное строение кисти, а второй — шестипалый, родился ребенок с нормальным строением кисти. Какова вероятность рождения следующего ребенка тоже без аномалии?

Решение этой задачи начинается с записи ее условия и обозначения генов. Затем определяются (предположительно) генотипы родителей. Генотип мужа известен, генотип жены легко установить по фенотипу – она носительница рецессивного признака, значит, гомозиготна по соответствующему гену. Следующий этап – написание значений гамет. Следует обратить внимание на то, что гомозиготный организм образует один тип гамет, поэтому нередко встречающееся написание в этом случае двух одинаковых гамет не имеет смысла. Гетерозиготный организм формирует два типа гамет. Соединение гамет случайно, поэтому появление двух типов зигот равновероятно: 1:1.

Решение.

Р: аа х Аа

гаметы: (а) (А) (а)

F1: Аа, аа,

где: А – ген полидактилии, а – нормальный ген.

Ответ: вероятность рождения многопалого ребенка составляет примерно 50%.

Обратите ваше внимание на недопустимость давать ответ в такой форме: «Один ребенок в семье родится нормальным и один многопалым» или еще хуже: «Первый ребенок будет многопалым, а второй нормальным». Сколько и каких детей будет у супругов, точно сказать нельзя, поэтому необходимо оперировать понятием вероятности.

В условии задачи на определение генотипа должна содержаться информация:

– о характере наследования признака;

– о фенотипах родителей;

– о генотипах потомства (прямо или косвенно).

Вопрос такой задачи требует характеристики генотипа одного или обоих родителей.

5. У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха.

– Какое потомство можно ожидать от брака гетерозиготных родителей?

– От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определите генотипы родителей.

Введем обозначения:А- – ген полидактилии.аа – ген, отвечающий за нормальное строение кисти.Это простейшее моногибридное скрещивание, нам сразу даны генотипы родителей, поэтому не будем тратить время на лишние разъяснения:P Aa x AaF1 AA Aa Aa aaКак мы видим, вероятность рождения шестипалого ребенка – 75%.Ответ: вероятность рождения шестипалого ребенка – 75%

6. Одна из форм гемералопии наследуется как доминантный признак.

– Какова вероятность рождения детей, страдающих гемералопией, от гетерозиготных больных родителей?

– Какова вероятность рождения детей с анализируемой аномалией в семье, где один из родителей страдает ночной слепотой, а другой нет, если известно, что оба супруга гомозиготны?

7. Галактоземия 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?

8. Болезнь Вильсона наследуется как рецессивный аутосомный признак. Какова вероятность рождения больных детей в семье, где один из супругов страдает анализируемым заболеванием, а другой здоров, здоровы были также его родители, братья и сестры?

Признак ген генотип

здоров A AA, Aa

болен a aa

Один супруг болен, его генотип аа. Другой супруг здоров, а, так как здоровы были также родители, братья и сестры, то его генотип АА

P: aa x AA

G: a A

F: Aa – 100%

Ответ: все дети здоровы, вероятность 0%

9. Аниридия наследуется как аутосомный доминантный признак. Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где один из родителей страдает аниридией, а другой нормален, если известно, что у больного родителя эту аномалию имел только отец?

Если один из родителей гомозиготен по гену этой болезни, а второй здоров (в семье нет этой патологии, поэтому он тоже гомозиготен), то генотипы родителей будут АА и аа, где А – это норма, а – болезнь.

Скрещиваются две чистые линии, поэтому это 1 закон Менделя, а значит F1 поколение будет однородным с генотипом Аа. То есть все дети будут здоровы.

10. Гипофосфатемия наследуется- как аутосомный рецессивный признак. Какова вероятность рождения детей больными в семье, где один из родителей гетерозиготен, а другой гомозиготен по этому признаку?

11. Детская форма амавротической семейной идиотии (Тэй — Сакса) наследуется как аутосомный рецессивный признак и заканчивается обычно смертельным исходом к 4 — 5 годам. Первый ребенок в семье умер от анализируемой болезни в то время, когда должен родиться второй. Какова вероятность того, что второй ребенок будет страдать той же болезнью?

А -норма

а- заболевание

F1 – аа

% рождения больного ребенка?

если в семье родился больной ребенок, то вероятнее всего, что родители были гетерогизотны по данному заболеванию, т.е Аа, следовательно

Р Аа х Аа

G А а А а

F1 АА , 2 Аа аа, т.е 25%.

овет вероятность рождения второго ребенка с заболеванием 25% или 1:4

12. Плече-лопаточно-лицевая форма миопатии наследуется как доминантный аутосомный признак. Какова вероятность заболевания детей в семье, где оба родителя страдают этой аномалией, но один из них гомозиготен, а другой гетерозиготен?

АА х Аа

–I- A -I- a

A I AA I Aa

вероятность рождения здорового ребёнка 0%

13. Альбинизм наследуется у человека как аутосомный рецессивный признак. В семье, где один из супругов альбинос, а другой нормален, родились разнояйцовые близнецы, один из которых нормален в отношении анализируемой болезни, а другой альбинос. Какова вероятность рождения следующего ребенка альбиносом?

14. Парагемофилия наследуется как рецессивный аутосомный признак. Какова вероятность рождения детей с этой аномалией в семье, где оба супруга страдают парагемофилией?

100%
Парагемофилия (по услолвию) может проявляться только у гомозиготных организмов.
Если оба родителя страдают парагемофилией, значит они не дают расщепления в следующем поколении.

15. Одна из форм агаммаглобулинемии, сочетающаясяс почти полным отсутствием лимфатической ткани, наследуется как аутосомный рецессивный признак. В семье у здоровых родителей родился ребенокс признаками данной формы агаммаглобулинемии. Какова вероятность рождения следующего ребенка здоровым?

А – здоров, а – болен

P : ж. Аа * м. Аа

гаметы : А, а, А, а

F1: АА, Аа, Аа, аа(болен)

Ответ : вероятность 1 к 4 т.е. 25 %

16. Поздняя дегенерация роговицы (развивается после 50лет) наследуется как доминантный аутосомный признак. Определите вероятность возникновения заболевания в семье, о которой известно, что бабушка и дедушка по линии матери и все их родственники, дожившие до 70 лет, страдали указанной аномалией, а по линии отца все предки были здоровы.

17. Ахондроплазия передается как доминантный аутосомный признак. В семье, где оба супруга страдают ахондроплазией, родился нормальный ребенок. Какова вероятность того, что следующий ребенок будет тоже нормальным?

А – ахондроплазия

а – здоров

Р мать Аа х отец Аа (т. к. родился здоровый ребенок с генотипом аа)

гаметы матери А, а

гаметы отца А, а

F1 АА (ахондр) : 2Аа (ахондр) , аа (здоров)

1:1 по фенотипу

Ответ: 75% с ахондроплазией, 25% здоровы

18. Отсутствие малых коренных зубов наследуется как доминантный аутосомный признак. Какова вероятность рождения детей с аномалией в семье, где оба родителя гетерозиготны по анализируемому признаку?

А- отсутствие

а – наличие

Р Аа ; Аа

F1 – ?

Решение т.к родители гетерозиготны, то они несут ген отсутствия малых коренных зубов, согласно второму закону Менделя расщепление в потомстве будет 3 : 1

Р Аа хАа

G А а и А а

F1 АА: 2Аа аа

Ответ вероятность рождения детей с аномалией 3 :1А

19. Афибриногенемия наследуется как рецессивный аутосомный признак. В семье у здоровых родителей родился ребенок с признаками афибриногенемии. Какова вероятность рождения второго ребенка с той же болезнью?

. Аа х аа А -здоровый, а-заболевание

Аа, Аа, аа, аа.

50% здор, 50%-заболев.

20. Слияние нижних молочных резцов наследуется как аутосомный доминантный признак. В одной семье у первенца обнаружили, что нижние резцы срослись. Родители не помнят, была ли у них эта аномалия. Определите возможные генотипы родителей и для каждого варианта их высчитайте вероятность рождения следующего ребенка без аномалии.

а – слияние, А -норма

родители : Аа, * Аа

гаметы : А, а, А, а

дети : АА(норм) Аа(норм) Аа(норм) аа( срослись)

вероятность рождения следующего без аномалии = 75 %

21. Синдактилия 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?

Ген признак

А синдактилия

а норма

——————————–

РЕШЕНИЕ

Р Аа х аа

G А а а

F1 Аа аа

синд норма

Ответ 50% детей будут иметь синдактилию

22. Одна из форм цистинурии наследуется как аутосомный рецессивный признак. Но у гетерозигот наблюдается лишь повышенное содержание цистина в моче, у гомозигот — образование цистиновых камней в почках. Определите возможные формы проявления цистинурии у детей в семье, где один супруг страдал этим заболеванием, а другой имел лишь повышенное содержание цистина в моче. Определите возможные формы проявления цистинурии у детей в семье, где один из супругов страдал почечнокаменной болезнью, а другой был нормален в отношении анализируемого признака.

ген признак

Аа повышенное содержание цистина в моче

аа цистинурия, образование цистиновых камней в почках

Р Аа х аа

—————————————-

определите возможные формы проявления цистинурии у детей в семье?

РЕШЕНИЕ

Р Аа х аа

G А а а

F1 Аа аа

ответ: 50% детей будут иметь данное заболевание 50% детей будут иметь повышенное содержание цистина в моче

23. Пельгеровская аномалия сегментирования ядер лейкоцитов наследуется как аутосомный неполностью доминирующий признак. У гомозигот по этому признаку, сегментация ядер отсутствует полностью, у гетерозигот она необычная. Определите характер ядра сегментоядерных лейкоцитов у детей в семье, где один супруг имеет лейкоциты с необычной сегментацией ядер, а другой нормален по этому признаку. Определите характер ядра сегментоядерных лейкоцитов у детей в семье, где у одного из супругов ядра лейкоцитов несегментированы, у другого нормальные.

Пельгеровская аномали сегментирования ядер наследуется как аутосомный доминантный и ядро будет отсутствовать ( по условию),следовательно будет обозначаться буквой-АА

Гетерозигот она необычная( по усл.) ,след. неполностью доминирует. Обозначение-Аа

Рецессивная гомозигота с норм. лейкоцитами обозначение-аа.

Теперь задача:

Дано:

АА-лейкоц. отсутствуют

аа-лейкоц. есть

Аа- лейкоц. необыч.

Р.( родители):

1) (Значок женского пола) – Аа

(значок мужского пола) – аа

2) (знач.ж.) – АА

(знач.м.)-аа

F1 -?

Решение:

1)Р: (знач.ж.) Аа* (знач.м.) аа

G: А; а а;а

F1 : Аа : аа ( 50% -50%; 1:1)

Ответ: характер сегментации ядер в лейкоцитах у детей Аа-необычн. аа- ядра есть.

Вероятность рождения 50-50%

2) Р: (знач.ж.) АА*(знач.м.) аа

G: А а

F1: Аа ( 100%)

Ответ:характер сегментации ядер лейкоцитов у детей : Аа -необычн. Вероятность рождения таких детей 100%

24. Талассемия наследуется как неполностью доминантныйаутосомный признак. У гомозигот заболевание заканчивается смертельным исходом в 90 — 95% случаев, у гетерозигот проходит в относительно легкой форме. Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где один из супругов страдает легкой формой талассемии, а другой нормален в отношении анализируемого признака? Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где оба родителя страдают легкой формой талассемии?

АА – летальный исход; Аа – лёгкая форма; аа – здоровый.

P: Аа х Аа

G: A, a; A; a

F1: АА (летальный исход) – 25%

Аа (лёгкая форма) – 50%

аа (здоровый ребёнок) – 25%.

Ответ: 25%.

25. Серповидноклеточная анемия наследуется как неполностью доминантный аутосомный признак. Гомозиготные особи умирают обычно до полового созревания, гетерозиготные жизнеспособны, анемия у них чаще всего проявляется субклинически. Малярийный плазмодий не может развиваться в аномальных эритроцитах, поэтому люди, имеющие эту форму гемоглобина, не болеют малярией. Какова вероятность рождения детей, устойчивых к малярии, в семье, где один из родителей гетерозиготен в отношении серповидноклеточной анемии, а другой нормален в отношении этого признака? Какова вероятность рождения детей, неустойчивых к малярии, в семье, где оба родителя устойчивы к этому паразиту?

Ген признак

АА гибель особей до полового созревания (серпоаидно-клеточная анемия)

Аа жизнеспособны (сермовидно-клеточная анемия, не болеют малярией, т.к. за счет изменения формы эритроцита малярийны плазмодий не может попасть в

эритроцит)

———————————————————

РЕШЕНИЕ

Р Аа х аа

G А а а

F1 Аа аа

Ответ: Вероятность рождения детей, устойчивых к малярии = 50% (Аа)

26. Акаталазия обусловлена редким аутосомпым рецессивным геном. У гетерозигот активность каталазы несколько понижена. У обоих родителей и единственного сына в семье активность каталазы оказалась ниже нормы. Определите вероятность рождения в семье следующего ребенка без аномалии. Определите вероятные фенотипы детей в семье, где один из супругов страдает акаталазией, а другой имеет лишь пониженную активность каталазы.

Р Аа х Аа

Г А,а А,а

F1 АА, 2Аа, аа

зд понж актал

Вероятность рождения здорового ребенка 25% (1/4)

27. Семейная гиперхолестеринемия наследуется доминантно через аутосомы. У гетерозигот это заболевание выражается в высоком содержании холестерина в крови, у гомозигот, кроме того, развиваются ксантомы (доброкачественная опухоль) кожи и сухожилий, атеросклероз. Определите возможную степень развития гиперхолестеринемии у детей в семье, где оба родителя имеют лишь высокоесодержание холестерина в крови. Определите вероятность рождения детей с аномалией истепень ее развития в семье, где один из родителей кроме высокого содержания холестерина в крови имеет развитые ксантомы и атеросклероз, а другой нормален в отношении анализируемого признака.

А – болен, а – здоров

Р: АА * аа

Г: А, а

дети Аа в этом случае высокий холестерин

второе, когда родители имеет холестерин повышеный

Р : Аа * Аа

Г :А, а, А, а

F1: АА, Аа, Аа, аа

1/4 – и холестерин и ксантомы, 2/4 – холестерин и 1/4 – здоровы.