НОРМАЛЬНАЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ

У человека ДНК локализована в хромосомах и митохондриях. Количество ДНК в соматических клетках составляет несколько мил- лиардов нуклеотидных пар.

Кариотип человека показан на рис. 68 и 69. Нормальное диплоидное число хромосом у человека равно 23, из которых 22 пары хромосом являются аутосомами, а 23-я пара у мужчин представлена половыми хромосомами XY (см. рис. 68), у женщин — XX (см. рис. 69). Обычно хромосомы человека распределяют по группам, что зависит от положения центромеры, определяющей длину отрезков (плеч) по обеим сторонам центромеры. Как уже отмечено, различают телоцентрические, акроцентрические, субметацентрические и метацентрические типы хромосом.

Расшифрован генетический код человека. Количество генных локусов в геноме человека составляет примерно 32 000, из которых идентифицировано около 2200 и картировано около 1000. Установлено 24 группы сцепления, из которых 22 соответствуют ауто-

сомам, а две — хромосомам X и Y. Около 40\% наших генов не имеют видимых эффектов. Некоторые гены кодируют больше чем один протеин. Основное количество идентифицированных генов локализовано на аутосомах, меньшее — на Х- и Y-хромосомах. В частности, наиболее «заселенными» генами являются хромосомные пары 1, 6, 7, 11, 16 и Х-хромосома, длина которой составляет около 100 000 000 пар оснований. У человека имеется около 100 импринтинговых генов, располагающихся на хромосомах 7, 18, 15. Предполагается существование генов долголетия.

Рис. 68. Кариотип нормального Рис. 69. Кариотип нормальной

мужчины женщины

Гены определяют физическое и психическое здоровье человека. Поэтому человек наследует все признаки, которые характер- ны для него как для живого существа. Любой индивид наследует от своих родителей телосложение, рост, массу тела, форму головы, овал лица, особенности скелета, строение и цвет кожи и волос, восприимчивость или устойчивость к тем или иным болезням, походку, манеру держаться, способность к тем или иным наукам, музыке, группу крови, способность клеток к биохимической активности и т. д. Следовательно, каждый признак, каждая структура, каждая функция человеческого организма детерминирована генами. Так же

как и в случае других живых существ, у человека одни гены начинают действовать еще на ранних этапах онтогенеза, другие — на поздних (рис. 70, табл. 17).

Рис. 70. Нормальные признаки человека

Таблица 17. Наследование некоторых признаков человека

Окончание табл. 17

Для человека характерно исключительное генетическое разнообразие. Простое менделевское наследование определяется тем, что тот или иной признак контролируется лишь парой генов. В случае человека известны все типы наследования.

Типичным и наиболее изученным примером менделевской наследственности доминантного типа у человека является наследование

способности ощущать вкус фенилтиокарбамида. В США, например, 70\% лиц из исследованных групп ощущают вкус этого вещества, тогда как остальные не способны к этому. Среди чешского населения количество лиц, ощущающих вкус фенилтиокарбамида, составляет 67\% от общего числа обследованных. Отдельные индивиды способны ощущать вкус этого вещества даже при наличии его в ничтожных количествах (19 ? 10-8 молекул/мл).

Исследование родителей и детей во многих семьях показало, что способность ощущать вкус фенилтиокарбамида детерминируется доминантным аллелем Т, тогда как неспособность — рецессивным аллелем t. Следовательно, гетерозиготы (Tt) и доминантные гомозиготы (ТТ) по этой паре генов ощущают вкус вещества, причем в одинаковой степени. Если оба родителя не ощущают вкус вещества, то у них никогда не рождаются дети, «чувствующие» это вещество. «Чувствующие» дети появляются лишь в браках, в которых оба родителя или один из родителей ощущает вкус вещества. В семьях, в которых оба или один из родителей является доминантным гомозиготным организмом (ТТхТТ, TTxTt, TTxtt), все дети будут ощущать вкус фенилтиокарбамида. Что касается браков между гетерозиготами (TtxTt), а также между гетерозиготами и рецессивными гомозиготами (Ttxtt), то среди детей в этих браках будут встречаться как ощущающие, так и не ощущающие вкус фенилтиокарбамида, причем в первом случае с классическим менделевским отношением 3:1, во втором — 1:1.

Наряду с доминантным и рецессивным типами наследования нормальных признаков у человека встречается кодоминантное наследование, которое заключается в том, что у гетерозиготных индивидуумов формирование признака детерминируют оба аллеля, т. е. проявляются эффекты обоих аллелей. Типичным примером такого наследования является наследование группы крови. У человека четыре группы крови, определяемых на основании антигенных свойств эритроцитов по так называемой системе АВ0. Ими являются группы крови А, В, 0 и АВ, или II, III, I и IV группы соответственно. Данные о распространении групп крови среди разного населения приведены в табл. 18.

Дифференциация групп крови основывается на наличии в эритроцитах людей антигенов А и В (табл. 19). Эритроциты людей, относящиеся к первой (нулевой) группе крови, не имеют антигенов А и В, но в сыворотке крови таких людей есть антитела, агглюти-

Таблица 18. Распространение групп крови системы АВ0 среди людей

Таблица 19. Реакция между сывороткой и эритроцитами от лиц, относящихся к разным группам крови

нирующие (склеивающие) эритроциты людей, обладающих антигенами А, В или АВ. Эритроциты людей, относящихся ко второй группе крови (группе А), имеют антиген А, а в сыворотке крови таких людей есть антитела, агглютинирующие эритроциты с антигеном В. Эритроциты людей, относящихся к третьей группе крови (группе В), имеют антиген В, а в сыворотке крови таких людей есть антитела, агглютинирующие эритроциты с антигеном А. Наконец, эритроциты людей, относящихся к четвертой группе крови (группе АВ), имеют как антиген А, так и антиген В, но в сыворотке крови таких людей нет антител ни против антигена А, ни против антигена В.

Изучение наследования групп показало, что антигенные свойства эритроцитов контролируются геном, имеющим три аллеля — !А, Ρ

и I0, из которых аллель Р1 контролирует продукцию антигена А, а аллель Ρ — антигена В (табл. 20). У гетерозиготных организмов РР каждый аллель независим и под контролем каждого из них осуществляется синтез антигенов (кодоминантность), но оба аллеля доминируют над аллелем I0, вследствие чего эритроциты людей с первой группой крови (гомозигот по I0) не имеют антигенов А и В. Группа крови А (II) бывает лишь у гомозигот IAIA или гетерозигот IAI0, тогда как группа крови В (III) — у гомозигот РР или гетерозигот PP. При кодоминантности (!АР) отмечается группа крови АВ (IV) (см. табл. 20).

Таблица 20. Наследование групп крови системы АВ0 у человека

Помимо групповых антигенов системы АВ0, эритроциты человека обладают также антигенами, на основе которых возможна дифференциация других групп крови. Среди них хорошо изучены, например, антигены М и N, детерминирующие парой аллельных генов Мм и MN (соответственно), которые кодоминантны. Вследствие этого индивидуумы, гетерозиготные по обоим аллелям (MMMN), обладают эритроцитами, имеющими как антиген М, так и антиген N, и принадлежат к группе MN. Эритроциты с М-антигеном будут у людей, гомозиготных по аллелю Мм, т. е. ММММ (группа крови М), а с N-антигеном — у людей, гомозиготных по аллелю MN, т. е.

MNMN (группа крови N).

Многие нормальные признаки наследуются сцепленно с полом. В большинстве случаев формирование того или иного признака зависит от действия многих пар генов (полигенных систем) и от взаимодействия их со средой.