Популяційно-статистичний підхід у генетичному аналізі людей
Особливість популяційно-статистичних методів генетичного аналізу людини полягає у статистичній обробці результатів спостережень.
Популяційно-статистичні методи призначені для вивчення розподілу обраних фенотипічних ознак (у тому числі патологічних) у групах людей (етнічних, регіональних, популяціях, демах, ізолятах) в одному або ряді поколінь. На підставі даних, отриманих цим методом, розраховують частоту народження в досліджуваній групі населення різних алелів гена або різних генотипів за цими алелями, ступінь гетерозиготності та поліморфізму, з'ясовують поширення в групі певних успадкованих ознак, включаючи генетичні та мультифакторні хвороби, аналізують вплив факторів експресію (показники експресивності та пенетрантності) генів, встановлюють факт наявності відбору (позитивного чи негативного) за окремими алелями відповідних генів, а також природу факторів відбору. Популяційно-
статистичний підхід може бути використаний для визначення та/або підтвердження типу успадкування захворювання; він дає цінні відомості для ідентифікації факторів, шляхів та генетичних механізмів антропогенезу та расогенезу. Його широко застосовують визначення ступеня міжпопуляційного генетичного розмаїття, у розрахунках генетичних відстаней між порівнюваними популяціями, що дозволяє судити про рівень їх генетичного кревності. Останнє може дати підстави для висновку (припущення) про історичну та мовну (лінгвістичну, культурну) спорідненість.
При статистичній обробці матеріалу, одержуваного шляхом обстеження членів обраної групи людей за цікавою для дослідника або лікаря-генетика ознакою, основою для суджень про особливості генетичноїструктури групи (генетичного складу або аллелофонду популяції) служить законгенетичної рівноваги Харді-Вайнберга. ) типів в обстежуваної популяції серед поколінь залишається постійним. Маючи дані про частоту народження в популяції рецесивного фенотипу (генотип аа), легко розрахувати частоту народження зазначеного алелю (а) в гено (аллело) фонді обстежуваного покоління людей. Поширивши результати розрахунків на найближчі покоління, можна передбачити появу в них людей – рецесивних гомозиготів та гетерозиготних носіїв відповідного рецесивного алелю. Дані такого роду важливі у прогностичному плані, якщо цей аллель є патогенним, тобто. у гомозиготному стані призводить до розвитку спадкової (моногенної) хвороби, або його наявність свідчить про генетичну схильність до мультифакторного захворювання.
Математичним виразом закону Харді-Вайнберга служить формула:
дер2- частка гомозигот алелелю а;р- частота алелю а;q2- частка гомозигот альтернативного алелю A;q- частота алелю А;2рq- частка гетерозигот.
Очевидно, щоp+q= 1. Формула дає можливість розрахувати частоту народження людей з різними генотипами і в першу чергу, що представляє безпосередній інтерес для практичної медицини, частоту народження гетерозигот - носіїв прихованого рецесивного
(Нерідко «проблемного», патогенного) алелі. Наприклад, альбінізм пов'язані з відсутністю організмі синтезу чорного пігменту меланіну і є спадковим рецесивним ознакою. Частота, з якою в більшості популяційзустрічаються альбіноси (генотипаа),становить 1:20 000. Якщоq2= 1/20 000, тоq= 1/141, ар= 140/141. Відповідно до закону Харді-Вайнберга частота народження гетерозигот дорівнює 2pq, тобто. у прикладі 2(1/141)(140/141)=280/20 000 чи 1/70. Укладаємо, що у обстеженої популяції гетерозиготные носії алелю альбінізму зустрічаються із частотою одне на 70 людина.
Факт відповідності частот народження різних ознак серед членів обстежуваної популяції людей закону Харді-Вайнберга дає підстави стверджувати, що розвиток аналізованих ознак контролюють алелі одного гена. Так, шляхом вивчення фенотипів було встановлено, що серед білого населення США 29,16% мають групу крові М, 49,58% - групу кровіMNта 21,26% - групу крові N, що точно відповідає формулір2М+2pqMN+q2N= 1. Було зроблено висновок, що розвиток трьох варіантів ознаки обумовлено одним геном (I), що має два алелі (Iм іIN)з формою взаємодії у вигляді кодомінування: у осіб з групою крові М генотипIMIM,у осіб з групою кровіN-ININі в осіб із групою кровіMN-IMIN.