Фенилкетонурия — это наследственное заболевание, обусловленное нарушением обмена аминокислоты фенилаланин. Оно вызывается мутацией в гене PAH, который кодирует фермент фенилаланин-4-монооксигеназу. Этот фермент необходим для превращения фенилаланина в тирозин. При отсутствии или недостаточной активности фермента фенилаланин накапливается в организме, что приводит к токсическим эффектам и повреждению нервной системы.
Ген, отвечающий за фенилкетонурию, имеет два аллеля: нормальный (A) и мутантный, вызывающий заболевание (a). Нормальный аллель (A) доминирует над мутантным (a), поэтому фенилкетонурия проявляется только у людей, у которых оба аллеля мутантные (aa). Люди с генотипом AA или Aa будут иметь нормальный обмен фенилаланина, но гетерозиготные носители (Aa) могут передавать мутантный аллель своим потомкам.
Теперь рассмотрим генетическую ситуацию:
- Женщина больна фенилкетонурией, её генотип — aa.
- Мужчина фенотипически здоров, но гетерозиготен, его генотип — Aa.
Для определения вероятности рождения ребенка с фенилкетонурией нужно рассмотреть возможные комбинации аллелей у потомства:
- Женщина (aa) может дать только мутантный аллель (a).
- Мужчина (Aa) может дать либо нормальный аллель (A), либо мутантный аллель (a).
Составим возможные генотипы детей:
- aa (от матери a и от отца a) — ребенок будет болен фенилкетонурией.
- Aa (от матери a и от отца A) — ребенок будет здоров, но носитель мутантного аллеля.
Теперь определим вероятность каждого генотипа. Каждый ребенок имеет 50% шанс получить мутантный аллель (a) от отца и 50% шанс получить нормальный аллель (A). Поскольку мать может дать только мутантный аллель (a), вероятности генотипов таковы:
- aa: 50% (ребенок болен фенилкетонурией).
- Aa: 50% (ребенок здоров, но носитель мутантного аллеля).
Таким образом, от брака больной женщины с нормальным гетерозиготным мужчиной может родиться ребенок с фенилкетонурией с вероятностью 50%.