Х-свързано рецесивно наследяване(Английски) Х-свързано рецесивно наследяване) е един от видовете унаследяване, свързано с пола. Такова унаследяване е характерно за признаци, чиито гени са разположени на Х-хромозомата и които се появяват само в хомозиготно или хемизиготно състояние. Този тип унаследяване има редица вродени-наследствени заболявания при хората, тези заболявания са свързани с дефект в някой от гените, разположени на половата X хромозома, и се появяват, ако няма друга X хромозома с нормално копие на същия ген . В литературата има съкращение XRза обозначаване на Х-свързано рецесивно наследяване.
За X-свързаните рецесивни заболявания е типично, че мъжете обикновено са засегнати; за редките X-свързани заболявания това е почти винаги вярно. Всички техни фенотипно здрави дъщери са хетерозиготни носители. Сред синовете на хетерозиготни майки съотношението на болните към здравите е 1 към 1.
Специален случай на Х-свързаното рецесивно унаследяване е кръстосанонаследство (англ. criss-cross inheritance, също кръстосано наследяване), в резултат на което знаците на бащите се появяват при дъщерите, а знаците на майките при синовете. Името на този тип унаследяване е дадено от един от авторите на хромозомната теория за унаследяването Томас-Хънт-Морган. Той за първи път описва този тип наследство за чертата на цвета на очите на Drosophila през 1911 г. Кръстосано унаследяване се наблюдава, когато майката е хомозиготна за рецесивен признак, локализиран върху X хромозомата, а бащата има доминантен алел на този ген върху единствената X хромозома. Идентифицирането на този тип наследство при анализа на разделянето е едно от доказателствата за локализирането на съответния ген върху Х-хромозомата.
Енциклопедичен YouTube
1 / 5
Личностни черти, свързани с пола
3 в 1 генетично комбинирано предизвикателство! Урок по биология номер 71.
Онлайн урок по биология. унаследяване, свързано с пола
Принцип на Харди-Вайнберг
Pennett Grid Fun
субтитри
В настоящия момент от нашия курс по биология вероятно си задавате логичен въпрос: какво определя пола на един организъм? Няма еднозначен отговор, защото в животинското царство полът се определя от различни фактори. За някои влечуги това е външната среда. За влечугите този фактор е външната среда. Не за всички, само за някои видове. Понякога зависи от температурата, при която се развива ембрионът, зависи бъдещият му пол; понякога - от други фактори на околната среда. За други класове животни, по-специално за бозайниците, към които принадлежим, това са гени. Можете да попитате: "Салман,..." Чакай малко, ще пиша. Бозайниците имат гени. И така, вие питате: "може би има различни алели - мъжки алел, женски алел?" Но знаете колко признаци определят разликите между мъжа и жената. Това вероятно е набор от взаимодействащи си гени. Това второ предположение е по-близо до истината. Това е дори повече от набор от гени. Това са цели хромозоми. Нека начертая сърцевината. Ето ядрото. Това ще бъде ядрото за мъжа. 22 двойки хромозоми не определят пола. Аз ще ги посоча; едно от хомоложните, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14. И така нататък. Има общо 22 чифта. Хромозомите на тези двадесет и две двойки се наричат автозоми. то стандартни двойкихромозоми, съдържащи различна информация. Тези двойки са съставени от хомоложни хромозоми, които, както казахме по-рано, получаваме по една от всеки родител. Информацията, която съдържат, не е непременно идентична, но винаги се определя от подобни гени. Ако един ген определя цвета на очите, другият ген в двойката прави същото. Въпреки че самият цвят може да бъде кодиран в тези гени по различни начини. И така, този набор от гени не определя нашия пол по никакъв начин. За това има две специални хромозоми. Нека ги обознача тук. Дълго бежово и късо синьо. Веднага ще забележите, че тези две не изглеждат като хомоложни хромозоми. Как могат да съдържат една и съща информация, когато синьото е късо, а бежовото е дълго? И си прав. Те не са хомоложни. Тези хромозоми определят половите характеристики. И така, хромозомите определят половите характеристики. Дългата хромозома се нарича Х хромозома. Превъртете надолу... А късата синя се нарича Y хромозома. И така определят пола. проста система: Ако имате Y хромозома, вие сте мъж. Това е сърцевината, която нарисувах - нека си представим, че около нея има клетка - мъжка. Така че, ако имате X хромозома (и това е всичко, което можем да получим от мама)... X хромозома от майка и Y хромозома от татко, тогава ще бъдете мъж. Ако имате X хромозома от майка си и X хромозома от баща си, вие ще бъдете жена. Можем дори да начертаем решетка на Пунет. Това ще бъде проста таблица, но ще показва възможните комбинации. Да кажем, че това е генотипът на майка ви върху хромозомата, определяща пола. Тя има две Х хромозоми. Това я направи твоя майка, не твой баща. И вашият баща има X хромозома и Y хромозома. (Y - с главна буква) И ето таблицата на Punnett. Какво е възможното потомство? Мама може да даде тази Х хромозома, татко - също Х хромозома. Тогава ще бъде момиче. Мама може да даде друга X хромозома заедно с тази X хромозома - отново ще има момиче. Ясно е, че винаги получаваме X хромозомата от майка си. Но от татко можем да получим X- или Y-хромозома. Нека има Y хромозома. Това ще бъдат момичета, а тези - момчета. Е, наполовина момичета и наполовина момчета. И ето какво интересен факт, в което има известна ирония. Помислете кой определя пола на потомството? Дали ще бъде мама или татко? Така че майката винаги дава Х-хромозомата, тоест хаплоидният набор от яйцеклетката на майката, женската гамета, по никакъв начин не може да определи пола на потомството. Решаваща роля играят сперматозоидите. Бащата има много от тях и всички копнеят... всички копнеят за яйцето. Някои от тях имат X хромозома, а други имат Y хромозома. И други хромозоми. Ако този сперматозоид спечели състезанието, по-добре е да кажем, че е момиче... Ако тя спечели, тогава оплодената яйцеклетка ще бъде момиче. Ако този сперматозоид спечели състезанието, ще бъде момче. Защо казах за иронията: има много примери в историята и най-известният вероятно е Хенри VIII ... Най-общо казано, това е характерно не само за кралете ... В нашата цивилизация мъжкото начало доминира и често мъжете са обсебени от желанието да получат наследник, за да има на кого да предадат фамилията. А в случая с Хенри VIII – страната. И ако се раждат момичета, страшно се дразнят и обвиняват жените си, но те самите са си виновни. Хенри VIII и Ан Болейн. Не съм много любител на историята, но в общи линии беше така: Хайнрих беше ядосан на Анна, защото тя не му роди наследник. И той намери причина да я екзекутира, като й отсече главата, въпреки че причината беше в самия него. Вероятно повечето му сперматозоиди са били такива, но не и такива. Впоследствие той има син и ако наистина е негово дете, значи има такива сперматозоиди, но причината е в него. Ето я иронията. Мъжете обвиняват жените си, а причината се крие в самите тях. Сега може би се чудите: "Салман, тези хромозоми само ли определят половите характеристики или съдържат някаква друга информация?" Ще нарисувам няколко хромозоми. Нека това е X хромозомата, а това е Y хромозомата. Х-хромозомата съдържа много друга информация, въпреки че има относително малко гени. Приблизително 1500 гена. А Y хромозомата има най-малко гени от всички други хромозоми. Има общо 78 гена. Току-що изясних това, но никой не знае дали 78 е точен.Той съдържа много малко информация, освен пола. Има ген, наречен SRY ген. Може да не знаете това. Той играе роля в развитието на тестисите, мъжките репродуктивни органи. И така, SRY генът играе роля в развитието на тестисите. Този ген съдържа информация, която определя развитието на мъжките репродуктивни органи. Ако такъв ген липсва, се развива женска. Давам много опростен изглед. Досега говорих за информация, която играе роля при определянето на пола. Но тези гени съдържат и друга информация. Най-известните примери за индивидуални нарушения. Например цветна слепота. Гени... по-добре казано, мутации, които причиняват цветна слепота. Неспособност да се прави разлика между червено и зелено. Написах го в зелено, което може да не е съвсем правилно. Също и хемофилия. Когато кръвта не се съсирва. Има няколко вида хемофилия. Но основният му симптом е неспособността на кръвта да се съсирва. И двете аномалии са причинени от мутации на X хромозомата. Това са рецесивни мутации. Какво означава това? И двете X хромозоми трябва - да вземем случая с хемофилия - и двете X хромозоми на индивид трябва да съдържат мутации на хемофилия, за да може този индивид да има фенотип на хемофилия. Например, тук имаме женския генотип. Тя има една нормална X хромозома и една X хромозома - с надпис - и една хромозома с мутация на хемофилия. Тя ще бъде превозвача. В нейния фенотип няма хемофилия. Кръвта й се съсирва както трябва. Една жена ще страда от хемофилия само ако получи два от тези гени, тъй като това е рецесивна мутация. Такъв индивид ще има хемофилия. А мъжете имат само една Х хромозома. И човек ще страда от хемофилия, ако такава мутация е в едната Х хромозома, която е получил. Другата е Y хромозомата. Такъв човек ще има хемофилия. Възниква въпросът (веднага ще отбележа, че това е сравнително рядка мутация на X хромозомата) ... за това кой е по-склонен да получи хемофилия? За мъж или за жена? При равни други условия кой боледува по-често? Вижте, това е относително рядък алел; една жена трябва да има два от тези гени. Направих запитвания преди запис. Честотата на образуването му е следната: приблизително 1 човек от 5000-10 000 страда от хемофилия. Тоест честотата на такъв алел е 1 на 7000; честотата на образуване на Х хромозома с мутация на хемофилия. Вероятността ще бъде такава. Следователно, 1 на 7000 мъже страдат от хемофилия; 1 път на 7000 те получават X хромозома с мутация, която определя хемофилия. В същото време Y хромозомата няма значение: тя не определя факторите на кръвосъсирването и други, които причиняват хемофилия. И при какви условия жената ще се разболее от хемофилия? Само ако получи две хромозоми с мутация. А вероятността за такава мутация е 1 на 7000. Тоест за нея вероятността ще бъде равна на 1 на 7000 пъти по 7000, тоест едно на 49 милиона. Както можете да си представите, случаите на хемофилия при жените са много по-редки, отколкото при мъжете. И като правило всички мутации, свързани с пола, ако са рецесивни мутации, се появяват, ако преминат към мъжете, тъй като те нямат друга Х хромозома, която да бъде доминираща. А при жените се появяват само ако и двете хромозоми са такива. Честотата при мъжете ще бъде... нека m означава честотата при мъжете. Ще коригирам правописа... Заболеваемостта при мъжете... Тогава каква е заболеваемостта при жените? Това може да се разглежда като честотата на алелите с такава Х-хромозомна мутация. Една жена ще се разболее, ако получи два от тези гени. Тоест честотата при жените е m на квадрат. Казвате, че е повече. Аз съм на квадрат. Но помним, че честотата на заболеваемост е по-малка от 1, в случай на хемофилия - 1 на 7000. На квадрат 1 на 7000, получаваме 1 на 49 милиона. Надявам се, че ви е било интересно. Сега знаете какво определя формирането на мъжките и женските полови белези. И кой е "виновен", ако двойката не може да роди син по никакъв начин. Субтитри от общността на Amara.org
Особености на унаследяване на свързани с пола рецесивни белези при хората
При хората, както при всички бозайници, мъжкият пол е хетерогаметен (XY), а женският пол е хомогаметен (XX). Това означава, че мъжете имат само една X и една Y хромозома, докато жените имат две X хромозоми. Х-хромозомите и Y-хромозомите имат малки хомоложни области (псевдоавтозомни области). Наследяването на черти, чиито гени са разположени в тези региони, е подобно на наследяването на автозомни гени и не се разглежда в тази статия.
Х-свързаните черти могат да бъдат рецесивни или доминиращи. Рецесивните черти не се появяват при хетерозиготни индивиди в присъствието на доминантна черта. Тъй като мъжете имат само една Х хромозома, мъжете не могат да бъдат хетерозиготни за тези гени, които са на Х хромозомата. Поради тази причина при мъжете са възможни само две състояния на Х-свързана рецесивна черта:
- ако има алел в единствената Х хромозома, която определя чертата или разстройството, мъжът проявява такава черта или разстройство и всичките му дъщери получават този алел от него заедно с Х хромозомата (синовете ще получат Y хромозомата);
- ако няма такъв алел в единствената Х-хромозома, тогава тази черта или нарушение не се проявява при мъж и не се предава на потомството.
Тъй като жените имат две Х хромозоми, за Х-свързаните рецесивни черти те имат три възможни състояния:
- алелът, който определя тази черта или разстройство, отсъства и на двете X хромозоми - чертата или разстройството не се проявява и не се предава на потомството;
- алелът, който определя чертата или разстройството, присъства само на една Х хромозома - чертата или разстройството обикновено не се проявява и когато е наследено, приблизително 50% от потомството получава този алел от него заедно с Х хромозомата (другите 50 % от потомството ще получи друга X хромозома);
- алелът, който определя чертата или нарушението, присъства и на двете X хромозоми - чертата или нарушението се проявява и се предава на потомството в 100% от случаите.
Някои Х-свързани рецесивни наследствени заболявания могат да бъдат толкова тежки, че да доведат до смърт на плода. В този случай може да няма нито един известен пациент сред членовете на семейството и сред техните предци.
Жените, които имат само едно копие на мутацията, се наричат носители. Обикновено такава мутация не се изразява във фенотипа, тоест не се проявява по никакъв начин. Някои заболявания с X-свързано рецесивно унаследяване все още имат някои клинични прояви при женски носители поради механизма за компенсиране на дозата, поради което една от X хромозомите случайно се инактивира в соматичните клетки и един X алел се експресира в някои клетки на тялото. , докато в други - друга .
Някои Х-свързани рецесивни човешки заболявания
често срещани
Чести Х-свързани рецесивни заболявания:
рядко
Вижте също
- Х-свързано доминантно унаследяване
Бележки
- Фондация Дари живот. Х-свързано рецесивно наследяване
- Seroquel XR (quetiapine) заболяване взаимодействия
- Нова Х-свързана рецесивна форма на менделска чувствителност към микобактериална болест
- Х-свързана менделска чувствителност към микобактериални заболявания
- Фогел Ф., Мотулски А.Генетика на човека в 3 тома. - М: Мир, 1989. - Т. 1. - С. 162-164. - 312 стр.
- Morgan T.H., Sturtevant A.H., Muller H.J., Bridges C.B.. - Ню Йорк: Henry Holt and Company, 1915. - 262 p.
- Английски руски речникгенетични термини. Арефиев В. А., Лисовенко Л. А., Москва: Издателство ВНИРО, 1995 г.
- Шевченко V. A., Topornina N. A., Stvolinskaya N. S. Човешка генетика: Proc. за студ. по-висок учебник заведения. 2-ро издание, рев. и допълнителни - М.: Хуманит. изд. център ВЛАДОС, 2004. - 240 с.: ISBN 5-691-00477-8 с. 116
- Dobyns WB, Filauro A. Наследяването на повечето Х-свързани белези не е доминантно или рецесивно, само Х-свързано. Am J Med Genet A. 2004 Aug 30;129A(2):136-43.
- OMIM Далтонизъм серия Deutan ; CBD
- Карло Джелмети; Капуто, Руджеро.Педиатрична дерматология и дерматопатология: кратък атлас. - T&F STM, 2002. - P. 160. - ISBN 1-84184-120-X.
- Мускулна дистрофия на Дюшен: Медицинска енциклопедия MedlinePlus. Nlm.nih.gov. Посетен на 6 май 2014.
8. Концепцията за "свързване" на гените. Х-свързано унаследяване на черти при хората.
Феномен, основан на локализирането на гени върху една хромозома. Свързването на гените е открито за първи път през 1906 г. от W. Batson и R. Pennet при експерименти за кръстосване на сладък грах. По-късно връзката на гените е изследвана подробно от Т. Морган и др., в експерименти с Drosophila. Свързването на гените се изразява във факта, че алелите на свързаните гени, които са в една и съща група на свързване, са склонни да се наследяват заедно. Това води до образуването на гамети в хибридния преим. с "родителски" комбинации от алели. За да се посочи връзката на гените, се използват символите AB / av или AB / Ab връзка на доминантни (или рецесивни) алели един с друг AB / av. фазата на свързване и свързването на доминантни алели с рецесивен AB / AB - фазата на отблъскване. И в двата случая генното свързване води до по-ниска честота на индивиди с "не-родителски", рекомбинантни комбинации от черти, отколкото би се очаквало от независимо наследяване на черти. При пълно свързване на гени се образуват само два вида гамети (с първоначални комбинации от свързани гени), при непълно свързване се образуват нови комбинации от алели на свързани гени. Непълното свързване на гени е резултат от кръстосване между свързани гени, следователно, пълно свързване на гени е възможно в организми, в чиито клетки нормално не се случва кръстосване (например зародишни клетки на мъжки Drosophila). По този начин пълното свързване на гени е по-скоро изключение от правилото за непълно свързване на гени. В допълнение, пълното свързване на гените може да бъде имитирано от феномена на плейотропията. В някои случаи в мейозата редовно се случва неслучайно разминаване на нехомоложни хромозоми към един полюс, което води до образуването предимно на гамети. с определени комбинации от алели на несвързани гени. Различните двойки гени в една и съща група на свързване се характеризират с различни степени на свързване в зависимост от разстоянието между тях. Колкото по-голямо е разстоянието между гените в хромозомата, толкова по-малка е адхезионната сила между тях и толкова по-често се образуват рекомбинантни видове гамети. Изследването на генната връзка и свързаното наследяване на черти послужи като едно от потвържденията на хромозомната теория за наследствеността и първоначалния тласък за анализа и развитието на теорията за кръстосването.
Х-свързано наследяване
Тъй като X хромозомата присъства в кариотипа на всеки човек, чертите, наследени, свързани с X хромозомата, се появяват и при двата пола. Женските получават тези гени от двамата си родители и ги предават на потомството чрез своите гамети. Мъжките получават Х-хромозомата от майка си и я предават на своето женско потомство.
Има Х-свързано доминантно и Х-свързано рецесивно унаследяване. При хората Х-свързана доминантна черта се предава от майката на цялото потомство. Човек предава своята Х-свързана доминантна черта само на дъщерите си. Х-свързана рецесивна черта при жените се появява само когато те получат съответния алел от двамата родители. При мъжете се развива при получаване на рецесивен алел от майката. Жените предават рецесивния алел на своите потомци и от двата пола, докато мъжете го предават само на своите дъщери.
При Х-свързано наследяване е възможен междинен характер на проявата на чертата в хетерозиготите.
Y-свързаните гени присъстват само в мъжкия генотип и се предават от поколение на поколение от баща на син.
Гените, разположени върху половите хромозоми, се наричат свързани с пола. Те се разпределят по различен начин при мъжете и жените. Гените, свързани с пола, могат да бъдат разположени както на X, така и на Y хромозомите. Въпреки това Х-свързаните заболявания са от практическо значение в клиничната генетика; когато патологичният ген се намира на X хромозомата.
Разпределението на Х-свързан признак зависи от разпределението на Х хромозомата, носеща анормалния ген. Като се има предвид, че жените имат две Х-хромозоми, а мъжете имат една, възможни са следните варианти на генотип: за мъж - XAY, XAY, за жена - HAHA, HAHA, XAHA.
Рецесивен Х-свързан тип
Унаследяване на болестта
Х-свързано рецесивно заболяване (или черта) винаги се появява при мъже, които имат съответния ген, а при жени само в случаите на хомозиготно състояние (което е изключително рядко). Пример за Х-свързано рецесивно заболяване е хемофилия А, която се характеризира с нарушение на съсирването на кръвта поради дефицит на фактор VIII - антихемофилен глобулин А. Родословието на пациент с хемофилия е показано на фиг. IX.11. Клинично заболяването се проявява с често продължително кървене дори при малка рана, кръвоизливи в органи и тъкани. Честотата на заболяването е 1 на 10 000 новородени момчета. Използвайки горните обозначения, е възможно да се определят всички възможни генотипове в потомството на болен мъж и здрава жена (фиг. IX. 12).
Според схемата всички деца ще бъдат фенотипно здрави, но генотипно всички дъщери са носители на гена на хемофилията. Ако една жена е носител на гена на хемофилията, се жени здрав човек, са възможни следните варианти на генотипове на потомството (фиг. IX. 13).
Дъщерите в 50% от случаите ще бъдат носители на патологичния ген, а за синовете има 50% риск да бъдат болни от хемофилия.
По този начин основните характеристики на X-свързаното рецесивно наследяване са следните:
1) заболяването се среща предимно при мъже;
2) признак (болест) се предава от болен баща чрез неговите фенотипно здрави дъщери на половината от внуците му;
3) болестта никога не се предава от баща на син;
4) носителите понякога показват субклинични признаци на патология.
Доминиращ Х-свързан начин на унаследяване на заболяването
За разлика от заболяванията с Х-свързан рецесивен тип наследяване, заболяванията с Х-свързан доминантен тип наследяване се срещат 2 пъти по-често при жените, отколкото при мъжете. Основна характеристикаХ-свързаното доминантно унаследяване е, че засегнатите мъже предават анормалния ген (или заболяване) на всичките си дъщери и не го предават на своите синове. Болна жена предава Х-свързан доминантен ген на половината от децата си, независимо от пола (фиг. IX.14).
Характеристиките на разпределението на пациентите в родословието зависят от пола на засегнатия родител (фиг. IX. 15).
Ориз. 1X.14.
Родословие с Х-свързан доминант
Тип наследяване на болестта
(устойчив на витамин D рахит)
Ориз. IX. петнадесет.:
А - бащата е болен (индивид II-1 от родословието, показано на фиг. IX. 14); b - болна майка (индивид 1-2, фиг. IX. 14) Основните характеристики на Х-свързания доминиращ тип наследяване са следните:
1) заболяването се среща при мъже и жени, но при жените два пъти по-често;
2) болен човек предава мутантния алел само на дъщерите си, а не на синовете си, тъй като последните получават Y-хромозома от баща си;
3) болните жени предават мутантния алел на половината от децата си, независимо от пола;
4) жените в случай на заболяване страдат по-леко (те са хетерозиготи), отколкото мъжете (които са хемизиготи).
Обикновено гените, разположени върху половите хромозоми на хетерогаметния пол, са хемизиготни; пол, който образува различни видове зародишни клетки. Хемизиготността възниква и в резултат на анеуплоидия или делеция, когато в генотипа се запазва само един от двойка алелни гени, което може да се прояви като рецесивна мутация.
Болестите, характеризиращи се с Х-свързано доминантно унаследяване, включват устойчив на витамин D рахит (рахит, който не може да се лекува с нормални дози витамин D), оро-лицево-дигитален синдром (множество хиперпластични френулуми на езика, цепнатина на устната и небцето, хипоплазия на аларен нос, асиметрично скъсяване на пръстите) и други заболявания.
Човешкият кариотип съдържа 22 двойки автозоми и една двойка полови хромозоми. Наборите от автозоми при мъжете и жените са еднакви по форма, но двойките полови хромозоми се различават. Жените имат две X хромозоми, докато мъжете имат X хромозома и Y хромозома. Х-хромозомата не се различава от автозомите със среден размер (№ 5, 6). Мъжката полова Y-хромозома е морфологично подобна на най-малките хромозоми (№ 21, 22, фиг. 2.7, 3.7).
Половите хромозоми присъстват във всяка човешка соматична клетка. В процеса на образуване на гамети по време на мейозата хомоложните полови хромозоми се разделят в различни зародишни клетки. И така, всяка яйцеклетка, с изключение на 22 автозоми, носи една полова хромозома X, а нейният хаплоиден набор има 23 хромозоми. Всички сперматозоиди също имат хаплоиден набор от хромозоми, от които 22 са автозоми и една е сексуална. Едната половина от спермата съдържа X хромозома, другата половина има Y хромозома.
Полът на човек се определя в момента на оплождането, когато хромозомните набори от гамети се обединяват. Зиготата съдържа 22 двойки автозоми и една двойка полови хромозоми. Ако яйцеклетката се оплоди от сперматозоид с X хромозома, тогава зиготата ще има двойка XX полови хромозоми и от нея ще се развие момиче. Когато се оплодят сперматозоиди с Y хромозома, наборът от полови хромозоми в зиготата е XY и от него ще се развие мъжки организъм. И така, полът на нероденото дете се определя от риногаметичния човек според половите хромозоми. Съотношението между половете при раждането е приблизително 1:1 (Таблица 4.1).
Таблица 4.1. Генетично определяне на пола при хората
|
женски полови клетки |
|||
|
мъжки гамети |
|||
В действителност обаче съотношението между половете сред новородените (известно като вторично съотношение на половете, за разлика от първичното съотношение при зачеването) не е предубедено към момчетата (102-106 момчета на 100 момичета). Основното съотношение на половете не е точно известно, но има някои доказателства, че то също е променливо. Оказа се, че съотношението първичен и вторичен пол зависи от продължителността на периода между половия акт и овулацията, честотата на половия акт, Общи условия, като се има предвид и състоянието на война или мир в обществото.
Дори при изкуствено осеменяване делът на момчетата сред новородените е значително по-висок от този на момичетата.
Полът на нероденото дете се определя не само от комбинацията от полови хромозоми. Важна роля в този процес при човека играе хормоналната регулация, осъществявана под действието на половите хормони, синтезирани от половите жлези.
Човекът е бисексуален по природа. Зачатъците на репродуктивната система са еднакви при ембрионите и на двата пола. Ако Y-хромозомата липсва или нейната активност е потисната, тогава зачатъците на гениталните органи се развиват според женския тип. тяхното развитие не изисква специални регулаторни механизми и е произволно.
Нормалните мъже се развиват само когато всички мъжки полови хормони, действащи върху зачатъците на външните и вътрешните полови органи, функционират в определено време и на определено място.
Описани са около 20 различни генни дефекта, които при нормален мъжки кариотип (XY) причиняват смущения във формирането на външни и вътрешни полови белези. В резултат на това се развива хермафродитен организъм. Тези генни мутации са свързани с нарушение на синтеза на полови хормони, чувствителността на рецепторите към тях и др.
Унаследяване на белези, свързани с пола
Половите хромозоми X и Y са частично хомоложни, тъй като имат общи хомоложни области, в които са локализирани алелни гени. Те обаче се различават по форма, размер и генетично съдържание, тъй като в допълнение към хомоложните области, Х-и Y хромозомите съдържат голям брой неалелни гени. X хромозомата съдържа гени, които не са на Y хромозомата, а определени гени на Y хромозомата не са на X хромозомата.
Така че в мъжките полови хромозоми някои гени нямат съответния алел на хомоложната хромозома. В този случай признакът се определя не от двойка алелни гени, като обикновен менделски признак, а само от един алел. Тази позиция на гена се нарича хемизиготен,и признаци, чието развитие се дължи на един ген, разположен в една от алтернативните полови хромозоми, - залепен за пода.Такива черти се развиват предимно при лица от един и същи пол и се унаследяват по различен начин при мъжете и жените.
Чертите, свързани с X хромозомата, могат да бъдат доминиращи или рецесивни.
х- вериги доминантентип наследство.
Болестите от този тип са предимно наследствени - хипофосфатемичен рахит, "цепнатина на устната", фоликуларна хиперкератоза (прекомерна кератинизация на епидермиса на кожата), фокална хипоплазия (недоразвитие на орган или част от него), петниста хондродисплазия (аномалии на трансформация). хрущялна тъканвърху костите), тъмен зъбен емайл и др.
Такива черти се наблюдават при хемозиготни мъже и хетерозиготни жени. Синовете на засегнатия баща и здравата майка обаче не са носители на патологични признаци, децата им също са здрави. Всички дъщери на засегнатия баща обаче ще бъдат засегнати. От засегнатите майки заболяването се предава на деца независимо от пола с честота 1: 1, подобно на автозомно-доминантния тип наследяване. Ако засегнатите индивиди са с нормален репродуктивен капацитет, тогава в популацията засегнатите жени се срещат около два пъти по-често от засегнатите мъже.
Типичен пример за Х-свързано доминантно унаследяване може да бъде недостатъчното количество фосфор в кръвта (хипофосфатемия), което често причинява хипофосфатемичен рахит. В родословието на фиг. 4.6 всички дъщери на засегнати мъже, женени за здрави жени, са имали хипофосфатемия или рахит и всичките им синове са били здрави. Засегнатите майки са имали приблизително еднакво болни и здрави синове и дъщери.
При мъжете симптомите на заболяването обикновено са по-остри, отколкото при жените, тъй като при тях ефектът на анормалния доминантен алел е частично компенсиран от хомоложната нормална нула на сдвоената X хромозома.
х-единици рецесивен тип наследство.
Рецесивните признаци, които се определят от гените на Х-хромозомата, също са предимно заболявания - хемофилия, цветна слепота (неспособност да се прави разлика между червени и зелени цветове), атрофия на зрителния нерв, миопатия на Дюшен (увреждане на скелетната мускулатура) и др.
Ориз. 4.6.
Х-свързаното унаследяване може да се види в примера на рецесивния ген на хемофилията. При мъжа генът на хемофилията е локализиран на X хромозомата, няма a, но la на Y хромозомата, т.е. той е в хемизиготно състояние и като правило се оказва. За да разберете по-добре генетичния механизъм на наследяване на това заболяване, приложете съответните обозначения: з- ген за нормалната способност на кръвта да кипи, b- ген за хемофилия, HNAU - здрав човек, CDR - човек с хемофилия;
При жените хемофилията може да бъде само в хомозиготно състояние: XNHN- жената е здрава, CLHL - хетерозиготна здрава жена, но е носител на гена за хемофилия, HLHL - жена с хемофилия.
Болестта засяга мъжете. Всички те са здрави, дъщерите са хетерозиготни носители на гена за хемофилия, тъй като са получили X хромозома с анормален ген от баща си.
Сред синовете на хетерозиготни майки (HnHk)съотношението на болни и здрави е 1: 1, тъй като гамети Xnи CL се формират с еднаква вероятност.
Най-известният пример за Х-свързано рецесивно унаследяване е унаследяването на класическа хемофилия тип А сред потомците на английската кралица Виктория (фиг. 4.7). Кралица Виктория е била хетерозиготна за гена на хемофилията и го е предала на своя хемофилен син и три дъщери. Един от потомците на кралицата, царевич Алексей (син на последния руски цар Николай II и внучката на кралица Виктория Алис, който е носител на гена на хемофилията) също е покосен от болестта. Представеното родословие, както може да се очаква от рецесивно Х-свързано наследяване, показва само мъже с хемофилия. Въпреки това, в семейства, чието родословие включва тясно свързани бракове, понякога умерена хемофилия се среща и при жени.
Унаследяване на белези, свързани с Y-хромозомата.
В допълнение към факта, че наличието на Y-хромозома в човешкия геном ясно определя мъжкия пол, тази хромозома съдържа поне няколко десетки гени, включително тези гени, които определят развитието на тестисите, окосмяването на средните фаланги на пръстите, наличието на косми по външния ръб на ушните миди (хипертрихоза), контрол на интензивността на растежа и някои други признаци. Характеристиката, чийто ген е локализиран върху Y-хромозомата, се предава от бащата на всички синове и само на синовете (фиг. 4.8.). Патологични мутации, които причиняват нарушение на структурата и функциите на тестисите и не се наследяват поради стерилността на техните носители.
Ориз. 4.7. Rodovid с Х-свързана хемофилияНО в кралски семействаЕвропа
Ориз. 4.8. Rodovid с Y-свързан тип наследяване на признака (окосмяване на средните фаланги на пръстите)
Хомоложни зони Х-и Y хромозомите съдържат алелни гени, които е еднакво вероятно да присъстват при индивиди от двата пола. Характеристиките, определени от тези гени, включват неспособността да се различават цветовете и пигментната ксеродерма (злокачествено увреждане на кожата от слънчева светлина). Патология рецесивна.
Характеристики, дължащи се на алелни гени, разположени в Х-и Y хромозомите се наследяват според класическите правила на Мендел.
Митохондриално или цитоплазмено наследство.
Митохондриалният геном е кръгова двойна ДНК молекула, която съдържа до 17k базови двойки, около 10k пъти по-малки от хромозома със среден размер.
Идентифицирани са повече от 10 мутации на митохондриални гени, които причиняват различни заболявания, симптомите на които са тежки лезии на централната нервна система, органите на зрението, сърцето и мускулите. Най-честите патологии са атрофията на оптичния нерв на Leber, болестта на Ley и др., които се обединяват в група митохондриални енцефаломиопатии.
Тъй като детето наследява митохондриите от майката с цитоплазмата на яйцеклетката, всички деца на болна жена наследяват патологията, независимо от техния пол. Засегнатите момичета ще раждат само болни деца, докато при болните мъже всички деца ще бъдат лишени от това заболяване (фиг. 4.9).
Ориз. 4.9. Rodovid с митохондриален тип наследяване на патологични признаци (атрофия на оптичния нерв на Leber)
Наличието в човек на феномена на адхезия на знаци с пола осигурява съществена информацияза медицинско генетично консултиране. Много е вероятно генотипите и фенотипите на синовете и дъщерите на съпрузите да бъдат допуснати, ако бащата, майката или и двамата имат черти, свързани с половата хромозома или митохондриалния геном.
Гените, разположени върху половите хромозоми, се наричат свързани с пола. Гените, свързани с пола, могат да бъдат разположени както на X хромозомата, така и на Y хромозомата. Въпреки това, в клиничната генетика Х-свързаните заболявания са от практическо значение; тези, при които патологичните гени са разположени на Х хромозомата.
Разпределението на Х-свързаната черта в потомството зависи от разпределението на Х-хромозомата, носеща анормалния ген. Тъй като жените имат две Х-хромозоми, а мъжете имат една, са възможни следните опции за генотип: за мъжете - XAU; ХаУ, за жени - ХАХА; ХАХА; хаха; (XA е доминантен ген, разположен на X хромозомата, Xa е рецесивен ген, разположен на X хромозомата).
Така при жените са възможни: генотип, хомозиготен за доминантния алел, хетерозиготен генотип и генотип, хомозиготен за рецесивния алел. При мъжете е възможен само хемизиготен генотип, т.к. алел, разположен на X хромозомата при мъж, няма двойка на Y хромозомата.
X - свързано, рецесивно наследяване
Х-свързаните рецесивни заболявания се появяват при мъже, които имат съответния ген, а при жени само в случай на хомозиготно състояние (което е изключително рядко), по-често при кръвно-родствени бракове.
Използвайки горните обозначения, е възможно да се определят всички възможни генотипове на деца в потомството на болен мъж и здрава жена:
родители КАК х ХАХА
Гамети ха у ХА ХА
деца ХАХА; ХАХА; КАК; КАК
Според схемата всички деца ще бъдат фенотипно здрави, но генотипно всички дъщери са хетерозиготни носители. Ако жена носител се омъжи за здрав мъж, са възможни следните опции в потомството:
родители КАК х ХАХА
Гамети ХАХАХА
деца ХАХА; ХАХА; КАК; как
Дъщерите в 50% от случаите ще бъдат носители на патологичния ген, а за синовете има 50% риск от заболяване.
По този начин основните критерии за заболявания с Х-свързано наследяване са следните:
- 1. Заболяването се среща предимно при мъжете. Болните хомозиготни жени с Х-свързани рецесивни заболявания са изключение, което се наблюдава, ако болен мъж се ожени за носител на гена за това заболяване.
- 2. Заболяването се предава от болен баща чрез неговите фенотипно здрави дъщери на половината от неговите внуци от мъжки пол (наследяване чрез „хода на шахматния кон“).
- 3. Болестта никога не се предава от баща на син.
- 4. Носителите могат да проявяват субклинични признаци на заболяването.
- 5. Степента на риск за синовете на жена, която е надежден носител на болестта, е 50%.
- 6. Половината от дъщерите на жена, която е носител на болестта, също ще бъдат носители.
Всички фенотипно здрави дъщери на засегнат баща са задължителни хетерозиготни носители.
Само по себе си, предаването на черта от засегнатите дядовци чрез здрави майки към засегнатите внуци все още не може да служи като доказателство за локализирането на гена върху X хромозомата. Подобен тип предаване е възможно в случай на автозомен ген, чиято експресия е ограничена до мъжкия пол. Решаващ е фактът, че всички синове на засегнатите мъже са здрави. Този критерий обаче не може да се използва, ако заболяването е толкова тежко, че пациентите не оставят потомство.
За разлика от Х-свързаното рецесивно унаследяване, заболяванията с Х-свързано доминантно унаследяване са два пъти по-чести при жените, отколкото при мъжете. Засегнатите индивиди обикновено имат нормален репродуктивен капацитет. Основната характеристика на Х-свързаното доминантно унаследяване е, че засегнатите мъже предават гена (или болестта) на всичките си дъщери и на нито един от синовете си. Болната жена предава Х-свързан доминантен ген на половината от децата си, независимо от пола, както при автозомно-доминантно унаследяване. По този начин само децата на засегнатите бащи правят възможно разграничаването между Х-свързано доминантно и автозомно доминантно унаследяване. За всички признаци с установено Х-свързано доминантно унаследяване беше показано, че средно мъжете са по-силно засегнати от жените. Това е естествено, тъй като при хетерозиготни жени частичната компенсация може да се определи от наличието на нормален алел на другата Х-хромозома. Този факт стана напълно обяснен след откриването на феномена на случайно инактивиране на една от К-хромозомите при жените (лионизация). Х-свързаното доминантно унаследяване възниква, когато мъжките хемизиготи са смъртоносни.
Както вече беше отбелязано, Х-свързаните разстройства обикновено са по-леки при жените, отколкото при мъжете. В някои случаи поражението на мъжките зиготи е толкова тежко, че те умират вътреутробно. Тогава в родословията сред засегнатите трябва да има само жени, а сред техните засегнати деца - само дъщери, и в съотношение на здрави дъщери и синове 1: 1: 1. В допълнение, мъжки хемизиготи, които не умират на много ранен етап бременността трябва да се установи при спонтанни аборти или при мъртвородени момчета. Lenz (1961) е първият, който показва, че този тип наследство съществува при хората за заболяване, известно като пигментна инконтиненция (синдром на Bloch-Sulzberger). Предполага се, че смъртността на мъжките фетуси се проявява със синдрома на оро-лицевия пръст (множество хиперпластични френулуми на езика, цепнатина на устната и небцето, хипоплазия на крилата на носа, асиметрично скъсяване на пръстите), синдром на Rett-Goltz и други заболявания.
Пример за X-свързано рецесивно заболяване е хемофилия - А - несъсирване на кръвта поради дефицит на осмия фактор на системата за кръвосъсирване. Клиничните признаци включват често и продължително кървене, дори от малка рана, кръвоизливи по време на вътрешни органии ставите. Честотата на заболяването е 1 на 10 000 новородени момчета. По правило мъжете страдат от хемофилия, а майките на последните здрави жени, като правило, са носители на рецесивния ген на хемофилията. Ако мъжете с хемофилия се женят здрави жени, тогава техните синове ще наследят Y хромозома, свободна от този ген. Те са здрави и не са носители на гена на хемофилията. Дъщерите на хемофилните мъже са фенотипно здрави, но всички са хетерозиготни за хемофилния ген, т.е. носители на този ген. Техните синове в 50% от случаите също ще наследят гени на хемофилия и ще се разболеят. 50% от дъщерите на такава майка също ще бъдат хетерозиготни. Тъй като момчетата нямат втора Х хромозома, рецесивният мутантен ген за хемофилия влиза в действие и децата страдат от хемофилия. Момичетата имат две Х хромозоми, доминантният (нормален) ген е локализиран на втората Х хромозома, така че наследственият рецесивен ген не показва своя ефект - момичетата не страдат от хемофилия. Така в разглеждания случай 50% от момчетата ще бъдат засегнати от хемофилия и 50% от момичетата ще бъдат хетерозиготни носители на хемофилия.
Жените също могат да страдат от хемофилия. Такива случаи са описани в литературата, но те се срещат само когато момичетата са родени от родители, единият от които е хемофилен (баща), другият е хетерозиготен носител (майка). Вероятността за такъв брак е малка.
Предаването на рецесивния ген, който определя хемофилията, от хетерозиготни носители към техните дъщери, внуци и т.н., които стават хетерозиготни носители и чиито синове страдат от хемофилия в 50% от случаите, се вижда добре при запознаване с генеалогията на някои царуващи семейства в Европа. Тяхното родословие идва от английската кралица Виктория, която е хетерозиготна за гена на хемофилията. Трима правнуци на кралица Виктория умират от хемофилия - испанската инфанта Алфонс, Гонсало - Джеймс, които са синове на Алфонс XIII и Виктория Евгения от Батенберг. Болният от хемофилия е бил и синът на последния руски цар Николай 11, Алексей, който е наследил гена на хемофилията от майка си, царица Александра Фьодоровна (Алиса), а последната от своя страна го е получила чрез майка си от своята прабаба, кралицата Виктория.
Таблица 2. Идентифициране на носители при Х-свързани заболявания (според F. Vogel и A. Motulsky, 1989)
|
болест |
Аномалия в носителите |
|
Мускулна дистрофия на Дюшен |
Серумна креатинкиназа |
|
Мускулна дистрофия на Бекер |
Серумна креатинкиназа (по-малко ефективна от Duchenne) |
|
Хемофилия НО |
Изследване на фактор VIII |
|
Хемофилия AT |
Изследване на фактор IX |
|
Дефицит на glkzhose-6-фосфат дехидрогеназа |
Количествено определяне на ензими и електрофореза |
|
Синдром на Хънтър (MPS II) |
Ензимно изследване или усвояване на сулфат от космените фоликули или клонирани клетки |
|
Хипогамаглобулинемия (тип Врутон) |
Намалени нива на IgQ |
|
Болест на Фабри |
Кожни прояви: изследване на алфа-галактозидаза |
|
Синдром на Lesch-Nihan |
Изследване на HGPRT в космените фоликули |
|
Устойчив на витамини рахит д |
Серумни фосфати (може да са клинични) |
|
Х-свързана умствена изостаналост |
Видими крехки участъци от X хромозомата |
|
Синдром на Лоу |
Аминоацидурия, помътняване на лещата |
|
Х-свързана вродена катаракта |
Катаракта |
|
Очен албинизъм |
Петниста депигментация на очното дъно |
|
Х-свързан пигментен ретинит |
Промени в пигментацията, промени в електроретинограмата |
|
Хориодерма |
Пигментни промени в ретината |
|
Дезинсерция на ретината |
Кистозни промени на ретината |
|
Х-свързана ихтиоза |
помътняване на роговицата; намалена стероидна сулфатаза |
|
Анхидротична ектодермална дисплазия |
Намален брой потни пори, зъбни дефекти |
|
Emalegenesis imperfecta |
Петниста хипоплазия на емайла |
Друг пример за унаследяване на гени, свързани с Х хромозомата, е унаследяването цветна слепота(цветна слепота), която например в САЩ се среща при 8% от мъжете и 0,5% от жените. Унаследяването на цветната слепота протича подобно на унаследяването на хемофилията, т.к. рецесивният ген се намира на хромозомата X. Бащата предава хромозомата X на всички дъщери, но нито един от синовете, а майката предава една от двете си X хромозоми на всички деца. В това отношение синовете на майката на далтонист също са далтонисти и независимо от състоянието на зрението на бащата. Въпреки това, ако бащата има нормално зрение, тогава всичките му дъщери от този брак ще наследят нормално зрение, въпреки че ще бъдат хетерозиготни носители. В брака на последния с мъже, чието зрение е нормално, ще се раждат момичета с нормално зрение, а момчета - далтонисти и с нормално зрение в съотношение 1: 1. Момиче с далтонизъм може да се роди само в брак на далтонист с далтонистка жена или с хетерозиготен носител.
Х-свързан доминантен модел на наследяване
Сред заболяванията, характеризиращи се с Х-свързано доминантно унаследяване, може да се посочи резистентен на витамин D рахит (фосфатен диабет), характеризиращ се с увреждане на скелета и не подлежащ на лечение с витамин D.
Нека дадем примери за бракове при заболявания с Х-свързан доминантен тип наследяване.
БОЛЕН БАЩА
родители КАКх хаха
Родителски гамети ха ха ха ха
Потомци ХАХА; Как; ХАХА; Ха Уу
Всички дъщери са здрави носители, синовете са здрави
БОЛНА МАЙКА
родители хау х хаха
Родителски гамети ха ха ха ха ха
Потомци ХАХА; хаха; КАК; как
Вероятността да се разболеят е 50% за децата, независимо от пола.
Известно е, че повече от 200 човешки гена са разположени на X хромозомата. По-специално, гените, които контролират хемофилията, са локализирани върху X хромозомата. НОи AT,мускулна дистрофия, цветна слепота, ювенилна глаукома, атрофия на зрителния нерв, пигментен ретинит и др. Над 60 гена на X хромозомата определят синдромите на умствена изостаналост. Повечето от тези заболявания се наследяват по рецесивен начин. Доминиращият тип наследяване в случай на заболявания, които се определят от гени, свързани с Х-хромозомата, е по-рядък. Примери за заболявания умствена изостаналостопределени от гени, локализирани на X хромозомата, са показани в таблица 3.
Таблица 3. Х - свързани синдроми - умствена изостаналост
|
каталожен номер |
Име на синдрома |
||
|
Арски |
xpll-ql2 |
Хипертелоризъм, анти- |
|
|
Монголоидна част |
|||
|
очи обърнати напред |
|||
|
ноздри, шал |
|||
|
скротум, отпуснатост |
|||
|
ставите |
|||
|
Боресън- |
Xq26-q27 |
затлъстяване, хипогонадизъм, |
|
|
Форсман- |
кръгло лице, тесни очи |
||
|
фисури, епилепсия |
|||
|
гърчове |
|||
|
Кристиана |
скелетна дисплазия, |
||
|
парализа на шестия нерв |
|||
|
Xp22.1-p22.2 |
Грубо лице, пръсти |
||
|
тип палка, |
|||
|
скелетни аномалии |
|||
|
Псевдохипертрофичен |
|||
|
мускулест |
мускулна дистрофия |
||
|
дистрофия |
|||
|
Дискератоза |
хиперпигментация |
||
|
Нещо като |
кои, дистрофия |
||
|
нокти, левкоплакия |
|||
|
устната лигавица |
|||
|
акроцефалия, продълговата |
|||
|
лице, големи уши, |
|||
|
макроорхис |
|||
|
Голдблат |
XqI3-21.1 |
Спастичен параплегик |
|
|
гия, нистагъм, атрофия |
|||
|
оптичен нерв |
|||
|
фокален дермален |
|||
|
хипоплазма, къс |
|||
|
липсващи пръсти, |
|||
|
Полисиндактилия микрофталмия |
|||
|
Смъртоносен за мъжете |
|||
|
синдром на инконтиненция - |
Хрll /спорадичен |
пигментна инконтиненция, |
|
|
Пигмент |
дефицит на дентин, аномалия |
||
|
ретината |
|||
|
Xq28/ семейство |
|||
|
Xq25Xq25 |
Хидрофталмия, катаракта, |
||
|
витамин D-резистентен рахит |
|||
|
XPll.3 |
Слепота, глухота |
||
|
микрофталмия, |
|||
|
аномалия на палеца |
|||
|
и скелет, урогенитални и |
|||
|
сърдечно-съдови дефекти |
|||
|
Средна цепнатина |
|||
|
лица, лобулация на езика, |
|||
|
синдактилия. Смъртоносен за мъжете |
|||
|
Атаксия, аутизъм, деменция. |
|||
|
Смъртоносен за мъжете |
|||
|
Леша- Нихана |
Xq26-q27.2 |
Повишено ниво на урината |
|
|
киселини. Хореоабетоза, автоагресия |
Като пример за наследствени аномалии, контролирани от гени, разположени на Y-хромозомата, трябва да се назове синдактилия (мрежовидно сливане на 2-ри и 3-ти пръсти) и хипертрихоза (окосмяване) на ръба на ушната мида. Тъй като Y хромозомата се среща само при мъже, тези гени се предават на потомството само по мъжка линия.
наследствена генна болестна мутация
