Для моногенных состояний существует три базовых механизма наследования — доминантный, рецессивный и сцепленный с полом, или Х-сцепленный. За исключением генов, расположенных на X- и Y-хромосомах у мужчин, все гены в нормальном диплоидном геноме дублированы. Если одна присутствующая копия гена оказывает определяемый клинически эффект, говорят о доминантном состоянии. Если присутствие одного аллеля бессимптомно, а проявляется только в тех случаях, если присутствует два функционально идентичных аллеля, состояние описывается как рецессивное. В тех случаях, когда индивидуум имеет два идентичных аллеля, его называют гомозиготным по данному гену; если индивидуум имеет два различных аллеля, он является гетерозиготным по данному гену. Проявления рецессивных состояний имеются только у гомозиготных особей, тогда как доминантные состояния проявляются у гетерозигот. Индивидуумы, являющиеся гетерозиготами по латентным рецессивным аллелям, описываются как носители.

Х-сцепленное наследование — особая ситуация, т.к. это вариант как доминантного, так и рецессивного на следования, модифицированного тем фактом, что мужчины имеют только одну Х-хромосому. Нормальные мужчины с кариотипом XY экспрессируют любые гены, присутствующие на их Х-хромосоме; они являются гомозиготными по генам, расположенным на X- хромосоме. Для женщин эти состояния исключительно рецессивные.

Аутосомно-доминантное наследование

Способность объяснить наследование генов во время генетической диагностики и консультирования детей и семей требует понимания структуры наследования. При состояниях, наследуемых аутосомно-доминантно, если у одного из родителей имеются проявления доминантного состояния, и он является гетерозиготой по этому гену, каждый ребенок имеет 50%-ную вероятность получить один аллель и также иметь проявления патологического состояния. Пенетрантность — это процент пациентов с наличием гена, у которых проявляются симптомы и признаки; экспрессивность отражает спектр тяжести среди пациентов, имеющих клинические проявления.

Гены главного комплекса гистосовместимости иллюстрируют другой важный тип аутосомно- доминантного наследования. Эти гены определяют поверхностные антигены клетки и зафиксированы в кластере близко к середине короткого плеча 6 хромосомы. Три гена человеческого лейкоцитарного антигена в МНС обозначаются HLA-A, HLA-В и HLA-С и кодируют класс белков МНС, локализующийся на всех ядерных клетках и тромбоцитах. Каждый ген HLA имеет большое количество возможных аллелей; аллели обозначаются номерами. Необычной особенностью системы HLA является то, что большинство индивидуальных аллелей имеют проявления, которые можно обнаружить на поверхности лейкоцитов. Когда проявления каждого из различных аллелей могут быть обнаружены, аллели называются «кодоминантными». В этом частном случае внешний вид состояния, вызываемый генами соответствует композиции аллелей.

Примером является локализующийся в дистальном сегменте q плеча 12 хромосомы ген фермента фенилаланин-гидроксилазы. Если индивидуум гомозиготен по гену, кодирующему аномальный фермент, человек не способен конвертировать незаменимую аминокислоту фенилаланин в тирозин. При данных обстоятельствах избыток фенилаланина не может быть метаболизирован и накапливается наряду с побочными продуктами метаболизма фенилаланина, приводя к фенилкетонурии. Повышение уровня фенилаланина может быть нейротоксичным и приводит к развитию олигофрении. Риск для двух носителей иметь ребенка с ФКУ — 1:4.