Задача 1. Пробанд - здоровая женщина имеет четыре брата, два из которых больны алкаптонурией (отсутствие фермента, окисляющего гомогентизиновую кислоту). Мать пробанда здорова и имеет двух здоровых братьев. Отец пробанда болен алкаптонурией и является двоюродным братом жены. У него есть здоровый брат и здоровая сестра. Бабка по линии отца была больной и состояла в браке со своим двоюродным здоровым братом. Бабка и дед по линии матери здоровы.
Определите тип наследования и вероятность рождения больных детей в семье пробанда при условии, если она выйдет замуж за здорового мужчину, мать которого страдала алкаптонурией.
Эталон решения:
Тип наследования аутосомно-рецессивный. Заболевание проявляется в каждом поколении из-за двух родственных браков.
| Ген | Болен | Болен |
| Признак | P: ♀Aa | ♂Aa |
| A | G | A |
| a | a | a |
| здоров | б б з б | |
| болен | F: Aa, Aa, aa, AA | |
| F—? |
Ответ: вероятность рождения больного ребенка равен 25 %.
Решение задачи 1:
1. Определение типа наследования: - Заболевание (алкаптонурия) проявляется у детей здоровых родителей (мать пробанда здорова, отец болен, но у него есть здоровые сибсы, что указывает на рецессивный характер). - Больные дети рождаются от здоровых родителей (в случае, если оба родителя являются носителями). - Заболевание встречается у мужчин и женщин, что исключает сцепленное с полом наследование. - Наличие родственных браков (отец пробанда и его жена - двоюродные брат и сестра; бабка по линии отца была больной и состояла в браке со своим двоюродным здоровым братом) часто указывает на аутосомно-рецессивный тип наследования, так как это увеличивает вероятность встречи двух рецессивных аллелей. - Таким образом, тип наследования - аутосомно-рецессивный.
2. Определение генотипов: - Пусть \(A\) - доминантный аллель (здоров), \(a\) - рецессивный аллель (алкаптонурия). - Больные люди имеют генотип \(aa\). Здоровые могут быть \(AA\) или \(Aa\). - Отец пробанда: болен, генотип \(aa\). - Мать пробанда: здорова, но имеет двух больных братьев. Это означает, что ее родители (дед и бабка по линии матери пробанда) должны быть носителями (\(Aa\)). Следовательно, мать пробанда здорова, но с вероятностью \(2/3\) является носителем (\(Aa\)), и с вероятностью \(1/3\) - гомозиготой по доминантному аллелю (\(AA\)). - Пробанд: здоровая женщина. Ее отец болен (\(aa\)), поэтому она обязательно получила от него аллель \(a\). Следовательно, ее генотип \(Aa\).
3. Вероятность рождения больных детей в семье пробанда: - Пробанд имеет генотип \(Aa\). - Муж, за которого выходит пробанд, здоров, но его мать страдала алкаптонурией (\(aa\)). Это означает, что муж обязательно получил от своей матери аллель \(a\). Так как он здоров, его генотип \(Aa\).
- Скрещивание: ♀\(Aa\) (пробанд) x ♂\(Aa\) (муж) - Гаметы пробанда: \(A\), \(a\) - Гаметы мужа: \(A\), \(a\) - Потомство (по решетке Пеннета): - \(AA\) (здоров) - 25% - \(Aa\) (здоров, носитель) - 50% - \(aa\) (болен) - 25%Ответ: Тип наследования - аутосомно-рецессивный. Вероятность рождения больного ребенка в семье пробанда составляет 25%.
***
Задача 2. Пробанд-юноша страдает дефектом ногтей и коленной чашечки. Этот синдром был и у отца пробанда, а мать была здорова. Дедушка пробанда по линии отца с синдромом, а бабушка здорова. Отец пробанда имеет четырех сестер и трех братьев. Из них два брата и две сестры с синдромом дефекта ногтей и коленной чашечки. Большой дядя пробанда женат на здоровой женщине и имеет двух дочерей и сына. Все они здоровы.
Определите тип наследования и вероятность появления детей с заболеванием в семье пробанда, если его супруга не будет страдать дефектом ногтей и коленной чашечки.
Решение задачи 2:
1. Определение типа наследования: - Признак (дефект ногтей и коленной чашечки) проявляется в каждом поколении (пробанд, его отец, дедушка по линии отца). - Больные дети рождаются от больных родителей. - Если один из родителей болен, а другой здоров, то дети могут быть как больными, так и здоровыми. - Заболевание встречается как у мужчин, так и у женщин (пробанд-юноша, его отец, дедушка, а также две сестры отца пробанда). - Большой дядя пробанда болен, но его дети здоровы. Это возможно при доминантном наследовании, если дядя гетерозиготен, а его жена здорова. - Таким образом, тип наследования - аутосомно-доминантный.
2. Определение генотипов: - Пусть \(A\) - доминантный аллель (дефект), \(a\) - рецессивный аллель (здоров). - Больные люди имеют генотип \(AA\) или \(Aa\). Здоровые - \(aa\). - Мать пробанда: здорова, генотип \(aa\). - Отец пробанда: болен. Поскольку его мать (бабушка пробанда) здорова (\(aa\)), отец пробанда обязательно получил от нее аллель \(a\). Следовательно, генотип отца пробанда \(Aa\). - Пробанд: болен. Он получил от матери аллель \(a\). Следовательно, генотип пробанда \(Aa\).
3. Вероятность появления детей с заболеванием в семье пробанда: - Пробанд имеет генотип \(Aa\). - Супруга пробанда здорова и не страдает дефектом, ее генотип \(aa\).
- Скрещивание: ♂\(Aa\) (пробанд) x ♀\(aa\) (супруга) - Гаметы пробанда: \(A\), \(a\) - Гаметы супруги: \(a\) - Потомство (по решетке Пеннета): - \(Aa\) (болен) - 50% - \(aa\) (здоров) - 50%Ответ: Тип наследования - аутосомно-доминантный. Вероятность появления детей с заболеванием в семье пробанда составляет 50%.
***
Задача 3. У пробанда есть здоровые сестра с братом, а также сестра с братом больные амавротической семейной идиотией, которые умерли до 4-х лет. Её мать и отец - двоюродные сибсы, здоровы. Со стороны отца пробанда известны здоровая тетка, дед и бабка. Со стороны матери пробанда есть здоровые два дяди, дед и бабка. У супругов есть общий больной дядя, здоровые: дядя, тетя, дед и бабка. Общий дядя у супругов имеет здоровую дочь. Она в родственном браке с братом матери пробанда имеет две больных и одну здоровую дочерей, одного здорового сына.
Определить вероятность рождения у пробанда здоровых детей, если она выйдет замуж за своего здорового полусибса.
Решение задачи 3:
1. Определение типа наследования: - Заболевание (амавротическая семейная идиотия) проявляется у детей (сестра и брат пробанда) здоровых родителей (мать и отец пробанда). Это указывает на рецессивный характер. - Родители пробанда (мать и отец) являются двоюродными сибсами, что является родственным браком и увеличивает вероятность проявления рецессивных заболеваний. - Заболевание встречается у обоих полов (сестра и брат), что исключает сцепленное с полом наследование. - Таким образом, тип наследования - аутосомно-рецессивный.
2. Определение генотипов: - Пусть \(A\) - доминантный аллель (здоров), \(a\) - рецессивный аллель (амавротическая семейная идиотия). - Больные люди имеют генотип \(aa\). Здоровые могут быть \(AA\) или \(Aa\). - Родители пробанда (мать и отец): здоровы, но имеют больных детей (\(aa\)). Следовательно, оба родителя являются носителями, их генотип \(Aa\).
- Пробанд: здорова. Поскольку ее родители оба \(Aa\), пробанд может быть \(AA\) или \(Aa\). Вероятность быть \(AA\) составляет \(1/3\), вероятность быть \(Aa\) составляет \(2/3\). - Полусибс пробанда (муж): - Мать пробанда (\(Aa\)) и брат матери пробанда (здоров). - Брат матери пробанда состоит в родственном браке с дочерью общего больного дяди супругов. - Общий больной дядя супругов имеет здоровую дочь. Если дядя болен (\(aa\)), то его дочь должна быть носителем (\(Aa\)), если она здорова. Но в условии сказано, что дядя болен, а дочь здорова. Это противоречит аутосомно-рецессивному наследованию, если дядя \(aa\). Возможно, "общий больной дядя супругов" относится к другому заболеванию или формулировка неточна. - Давайте сосредоточимся на том, что полусибс - это ребенок от одного общего родителя. В данном случае, пробанд выходит замуж за своего здорового полусибса. - Если полусибс - это ребенок брата матери пробанда, то брат матери пробанда здоров. - Мать пробанда (\(Aa\)). Ее брат здоров. Их родители (дед и бабка по линии матери пробанда) здоровы. Если у них есть больные родственники, то они могут быть носителями. - В условии сказано: "Общий дядя у супругов имеет здоровую дочь. Она в родственном браке с братом матери пробанда имеет две больных и одну здоровую дочерей, одного здорового сына." - Это означает, что брат матери пробанда (здоров) и дочь общего дяди (здорова) имеют больных детей (\(aa\)). Следовательно, и брат матери пробанда, и дочь общего дяди являются носителями (\(Aa\)). - Полусибс пробанда - это ребенок брата матери пробанда. Если брат матери пробанда \(Aa\), то его здоровый ребенок (полусибс) с вероятностью \(1/3\) будет \(AA\) и с вероятностью \(2/3\) будет \(Aa\).3. Вероятность рождения здоровых детей в семье пробанда: - Пробанд: \(2/3\) \(Aa\), \(1/3\) \(AA\). - Муж (полусибс): \(2/3\) \(Aa\), \(1/3\) \(AA\). - Вероятность того, что оба будут носителями (\(Aa\)): \(2/3 \times 2/3 = 4/9\). - Если оба \(Aa\), то вероятность рождения больного ребенка (\(aa\)) составляет \(1/4\). - Вероятность рождения больного ребенка от двух носителей: \(4/9 \times 1/4 = 1/9\). - Вероятность рождения здорового ребенка: \(1 - 1/9 = 8/9\).
Ответ: Тип наследования - аутосомно-рецессивный. Вероятность рождения здоровых детей у пробанда составляет \(8/9\).
***
Задача 4. У пробанда в роду наблюдается дефект эмали зубов. Родители пробанда дефекта не имели, однако со стороны родственников отца это часто наблюдалось. Дед и его брат со стороны отца пробанда имел дефект эмали. У брата деда сын не имел дефекта, а дочь, внучка с ее стороны имели темные зубы, внук не имел. У деда со стороны отца пробанда пятеро детей, из которых три дочери, в том числе две - однояйцевые близнецы имеют дефект, а два сына нет. У одной из однояйцевых близнецов - больной сын и здоровая дочь.
Какова вероятность появления дефекта у детей пробанда, если она выйдет замуж за своего двоюродного брата, имеющего этот дефект?
Решение задачи 4:
1. Определение типа наследования: - Родители пробанда здоровы, но у пробанда есть дефект. Это указывает на рецессивный характер. - Дефект часто наблюдается со стороны родственников отца. - Дед и его брат со стороны отца пробанда имели дефект. - У брата деда сын не имел дефекта, а дочь (внучка с ее стороны) имела темные зубы. Это указывает на то, что признак может передаваться через здоровых носителей. - У деда со стороны отца пробанда пятеро детей, из которых три дочери (включая однояйцевых близнецов) имеют дефект, а два сына нет. Это указывает на то, что признак не сцеплен с Y-хромосомой. - У одной из однояйцевых близнецов - больной сын и здоровая дочь. Если мать больна, а сын болен, а дочь здорова, это может быть Х-сцепленное доминантное или аутосомно-рецессивное. - Однако, если родители пробанда здоровы, а пробанд болен, это однозначно рецессивный признак. - Если дефект эмали зубов проявляется у женщин и мужчин, то это аутосомно-рецессивный или Х-сцепленный рецессивный. - Если дед и его брат имели дефект, а у брата деда сын не имел, а дочь имела, это может быть Х-сцепленное рецессивное, где женщины могут быть носителями. - Но если у деда со стороны отца пробанда три дочери имеют дефект, а два сына нет, это не совсем укладывается в Х-сцепленное рецессивное, где у больного отца все дочери должны быть носителями, а сыновья здоровыми. - Давайте предположим, что это Х-сцепленное рецессивное наследование, так как дефект эмали зубов часто наследуется именно так. - Пусть \(X^A\) - нормальная эмаль, \(X^a\) - дефект эмали.
2. Определение генотипов: - Пробанд: имеет дефект эмали. Если это Х-сцепленное рецессивное, то пробанд-женщина имеет генотип \(X^aX^a\). - Родители пробанда: здоровы. Если пробанд \(X^aX^a\), то она получила по одной \(X^a\) от каждого родителя. - Мать пробанда здорова, но является