Х сцепленный доминантный тип наследования. Другие члены семьи

Классификация наследственных болезней (рабочая).

Классификация наследственных болезней

Прежде чем говорить о классификации наследственных заболеваний нужно подчеркнуть, что, наряду с наследственными болезнями, существуют еще и врожденные заболевания, семейные и спорадические заболевания.

Врожденными являются болезни, с которыми ребенок появляется на свет, они могут быть наследственными и ненаследственными. Часть из них возникает сугубо под действием факторов внешней среды на организм беременной женщины и плода – тератогенное действие (это лекарственные препараты и вредные химические вещества, ионизирующее излучение, инфекция и др.).

Семейные болезни - могут возникать у всех или нескольких членов семьи, но это может быть обусловлено не генетическим фактором, а общей средой жизни, условиями быта, питания и т.д. (нарпимер, семья шахтеров, семья голубеводов и т.д.)

Спорадические заболевания – связаны с первичным возникновением мутации.

Генные болезни
Мультифакториальные заболевания (болезни с наследственным предрасположением)
Хромосомные болезни
Генетические болезни соматических клеток
Болезни с нетрадиционным типом наследования (митохондриальные болезни, болезни экспансии тринуклеотидных повторов, болезни геномного импринтинга, однородительские дисомии).

Генные болезни (около 4,5 тыс.)

Причина - генные мутации. Закономерности их наследования соответствуют менделеевским правилам расщепления в потомстве. При этом принимается, что речь идет о полной форме наследственной патологии, т.е. патологические гены присутствуют во всех клетках организма.

Схематично общий патогенез генных мутаций можно представить следующим образом:

Мутация → мутантный ген → патологический первичный продукт (качественный или количественный) → цепь последующих биохимических процессов → изменения на уровне клетки → органа → организма.

Первичные эффекты генных мутаций на молекулярном уровне могут проявляться в 4-х вариантах (на примере обмена веществ) (подробно описаны в учебнике - стр. 115):

1. Отсутствием синтеза белка. Пример: фенилкетонурия (отсутствие фермента фенилаланингидроксилазы - накапливается фенилаланин)

2. Синтезом аномального белка. Пример: серповидно-клеточная анемия (гидрофильный глутамин → на гидрофобный валин, он не выполняет кислород-акцепторную функцию, при недостатке кислорода кристаллизуется - эритроциты имеют серповидную форму)

3. Недостаточным синтезом белка. Пример: β-талассемия (гемоглобинопатия) – торможение синтеза ß-цепи Нв, à цепь синтезируется нормально, при этом синтез нормального Нв А снижается, но увеличивается синтез НвА2 иНвF.

4. Избыточным синтезом белка. Пример: первичный гемохроматоз (избыточный синтез глобина, перенагруженность эритроцитов гемоглобином и соответственно железом, → гемосидероз паренхиматозных органов).

Таков же принцип патогенеза (т.е. мутантный ген → патологический первичный продукт) и для генов морфогенетического контроля, мутации в которых приводят к возникновению врожденных пороков развития (полидактилии (добавочные пальцы на руках или ногах) и др.).

Молекулярные изменения проявляются на клеточном уровне . Клетка как бы берет на себя удар от первичного патологического эффекта гена. Мишенью в данном случае служат клеточные структуры (мембраны клеток, лизосомы и т.д.).

Пример: гликогенозы (болезни накопления). Характеризуются накоплением в клетках печени и мышц полимеров гликогена. Механизм связан с нарушением процессов гликогенолиза из-за отсутствия ферментов расщепления гликогена.

Другой пример, где мишенью является мембрана клеток: нарушение синтеза рецепторов андрогенов приводит при наличии мужского (XY) генотипа к развитию женского фенотипа (это синдром тестикулярной феминизации).

Следующим уровнем патогенеза генных болезней является органный уровень . Он является производным от молекулярного и клеточного уровней патологических изменений.

Пример: алкаптонурия. Механизм развития обусловливается отложением накапливающейся в крови гомогентизиновой кислоты в суставных хрящах и клапанах сердца, что ведет к тугоподвижности суставов и порокам сердца.

Классификация генных болезней:

1. аутосомные – доминантные и рецессивные.

2. сцепленные с полом – доминантные и рецессивные.

Аутосомные доминантные генные болезни При доминантных аутосомных заболеваниях патологический ген находится в аутосоме и проявляет себя даже в гетерозиготном состоянии.

Особенности передачи доминантных аутосомных заболеваний:

2. Передача патологического признака возможна от любого из родителей.

3. Частота индивидуального поражения среди потомков больного - 50%.

4. Встречаются в каждом поколении (при условии 100% пенетрантности).

Пенетрантность - это вероятность фенотипических проявлений патологического гена, способность гена пробиться в признак. Она показывает, какой % носителей патологического гена обнаруживает соответствующий фенотип. При высокой пенетрантности у всех людей, получивших патологический ген, разовьется заболевание, т.е. число носителей этого гена будет равным количеству больных. При слабой пенетрантности число носителей патологического гена будет превышать количество больных. Однако клинически здоровый носитель патологического гена может передать его своим потомкам. Так возникают перескоки заболеваний через поколение.

Неполная пенетрантность определяется генотипическим окружением гена, т.е. человек может быть носителем патологического гена, но ген может не проявляться за счет модифицирующего влияния на него других генов генотипа. В этом случае говорят о неполной пенетрантности и о варьирующей экспрессивности.

Экспрессивность - это степень выраженности патологического гена. Пример: шестипалость, но шестой палец – короткий, слабое проявление унаследованного признака.

Примеры аутосомных доминантных заболеваний: короткопалость, многопалость, множественный полипоз кишечника, врожденный птоз век, ахондроплазия, врожденная куриная слепота (не поддающаяся лечению витамином А, т.к. есть куриная слепота, которая лечится витА), болезнь Марфана (портрет Линкольна, арахнодактилия - паучьи пальцы, подвывих хрусталика), хорея Гентингтона (проявляется в 35-40 лет, имеет 2 основных синдрома: хорея - гиперкинетические подергивания туловища, лица, шаркающая походка, симптом нарушения речи из-за подергивания языка и неба; деменция - слабоумие) и др. Экспрессивность при хорее Гентингтона может варьировать от нистагма до полной деменции - это свидетельствует о клиническом полиморфизме наследственных заболеваний.

Аутосомные рецессивные генные болезни . Проявляются только в гомозиготном состоянии.

Особенности передачи рецессивных аутосомных заболеваний :

1. Лица мужского и женского пола поражаются в равной степени.

2. Родители больного фенотипически здоровы, являются гетерозиготами, носителями патологического гена, что обнаруживается только в случае рождения больного ребенка.

3. При этом риск рождения больного ребенка 25%.

4. Если болен один из родителей дети обычно здоровы.

5. Нередко родители больного ребенка являются родственниками (выше вероятность быть носителями одного и того же рецессивного гена). По данным ВОЗ, сегодня миллионы жителей планеты заключают кровно-родственные браки. В нашей стране это явление широко распространено в Азии, где 20% всех браков - родственные. В каждой 60-ой такой семье рождается ребенок с наследственной патологией. На Западе тоже распространены внутрисемейные браки и высока частота наследственных заболеваний, например, в фермерских регионах Финляндии.

Примеры: энзимопатии - наследственные дефекты обмена углеводов (пример, галактоземия), липидов (пример- сфинголипидозы), аминокислот (пример– фенилкетонурия, альбинизм); витаминов, эритроцитарных ферментов, дефекты биосинтеза гормонов, коллагеновые болезни.

Другой пример: каналопатии - муковисцидоз - легочная и кишечная форма. (характеризуется образованием в железах густого секрета, который закупоривает железистые протоки, в результате формируются кисты).

Х-сцепленные доминантные болезни .

Особенности передачи доминантных болезней, сцепленных с полом:

1. Поражаются и мужчины и женщины. Но больных женщин в 2 раза больше, чем больных мужчин.

2. Все дочери больного отца будут больными, сыновья здоровы.

3. Если мать гомозиготна по данному признаку, то все потомство будет больным, если гетерозиготна - больными будут 50% сыновей и дочерей, т.е. 50% детей.

4. В среднем гетерозиготные женщины болеют менее тяжело, чем гемизиготные мужчины.

Примеры: дефект зубной эмали, аномалия волосяных фолликулов (фолликулярный гиперкератоз, он приводит к полной или частичной утрате ресниц, бровей, волос головы - тяжелые формы только у мужчин) и др.

Особенности передачи :

1. Передача патологического гена происходит от отца дочери, все дочери больного отца - фенотипически здоровые носители.

2. Женщина-носитель передаст патологический ген 50% своих детей.

3. Больной мужчина может получить патологический ген только от матери.

4. Женщина-носитель может получить патологический ген как от матери, так и от отца.

5. Женщины болеют редко. Почему? Рождение больной дочери возможно только в случае брака гемизиготного отца и гетерозиготной матери, происходит гомозиготирование - заболевание протекает тяжело, часть плодов абортируется, часть новорожденных погибает на 1-ом году жизни.

6. У гомозиготной же больной матери будут больными только сыновья, дочери будут носителями.

Примеры: гемофилия А,В; дальтонизм, сцепленный с полом ихтиоз агаммаглобулинемия –болезнь Бруттона, недостаток Г-6-ФДГ, синдром Леша-Нихана - редкая аномалия метаболизма пуринов, связанная с недостаточностью фермента гипоксантин-гуанин-фосфорибозилтрансферазы (тяжелая гиперурикемия, неврологические расстройства, подагрические узлы, идиотия, неукротимое стремление к самоповреждениям - откусыванию пальцевых фаланг, кончика языка).

X-сцепленное наследование рецессивного признака от отца, который является больным.

Крисс-кросс наследование цвета глаз у дрозофилы. Все сыновья матери, гомозиготной по рецессивному признаку «белые глаза», имеют белые глаза. Все дочери имеют красные глаза, унаследовав от отца доминантный аллель, обуславливающий красный цвет глаз.

X-сцепленное рецессивное наследование (англ. X-linked recessive inheritance ) - один из видов сцепленного с полом наследования. Такое наследование характерно для признаков, гены которых расположены на Х-хромосоме и которые проявляются только в гомозиготном или гемизиготном состоянии. Такой тип наследования имеет ряд врождённых наследственных заболеваний у человека, эти заболевания связаны с дефектом какого-либо из генов, расположенных на половой Х-хромосоме, и проявляются в случае, если нет другой Х-хромосомы с нормальной копией того же гена . В литературе встречается сокращение XR для обозначения X-сцепленного рецессивного наследования .

Для Х-сцепленных рецессивных заболеваний характерно, что обычно поражёнными являются мужчины, для редких Х-сцепленных заболеваний это справедливо почти всегда. Все их фенотипически здоровые дочери являются гетерозиготными носительницами. Среди сыновей гетерозиготных матерей соотношение больных и здоровых равно 1 к 1 .

Частным случаем Х-сцепленного рецессивного наследования является крисс-кросс наследование (англ. criss-cross inheritance , также наследование крест-накрест ), в результате которого признаки отцов проявляются у дочерей, а признаки матерей - у сыновей. Название такому типу наследования дал один из авторов хромосомной теории наследования Томас Хант Морган . Он впервые описал такой тип наследования для признака цвета глаз у дрозофилы в 1911 году . Крисс-кросс наследование наблюдается тогда, когда мать является гомозиготой по рецессивному признаку, локализованному в Х-хромосоме, а у отца в единственной Х-хромосоме имеется доминантный аллель этого гена. Выявление такого вида наследования при анализе расщепления является одним из доказательств локализации соответствующего гена на Х-хромосоме .

Особенности наследования рецессивных признаков, сцепленных с полом, у человека

У человека, как у всех млекопитающих, мужской пол гетерогаметный (XY), а женский пол гомогаметный (XX). Это означает, что у мужчин только одна Х- и одна Y-хромосома, а у женщин имеется две Х-хромосомы. В Х-хромосомах и Y-хромосомах есть небольшие гомологичные участки (псевдоаутосомные регионы). Наследование признаков, гены которых расположены в этих областях, аналогично наследованию аутосомных генов, и в этой статье оно не рассматривается.

Признаки, сцепленные с Х-хромосомой, могут быть рецессивными и доминантными . Рецессивные признаки не проявляются у гетерозиготных особей в присутствие доминантного признака. Так как у мужчин есть только одна Х-хромосома, мужчины не могут быть гетерозиготными по тем генам, которые находятся в Х-хромосоме. По этой причине у мужчин возможны всего два состояния X-сцепленного рецессивного признака :

при наличии в единственной Х-хромосоме аллеля , детерминирующего признак или расстройство, у мужчины проявляется таковой признак или расстройство, а все его дочери получают от него этот аллель вместе с Х-хромосомой (сыновья получат Y-хромосому);
если такового аллеля в единственной в Х-хромосоме нет, то у мужчины этот признак или расстройство не проявляется и потомству не передаётся.

Так как у женщин две Х-хромосомы, то для Х-сцепленных рецессивных признаков у них возможны три состояния :

аллель, определяющий этот признак или расстройство, отсутствует в обеих Х-хромосомах - признак или расстройство не проявляется и потомству не передаётся;
аллель, определяющий признак или расстройство, присутствует только в одной Х-хромосоме - признак или расстройство обычно не проявляется, а при наследовании примерно 50 % потомков получают от неё этот аллель вместе с Х-хромосомой (другие 50 % потомков получат другую Х-хромосому);
аллель, определяющий признак или расстройство, присутствует в обеих Х-хромосомах - признак или расстройство проявляется и потомству передаётся в 100 % случаев.

Некоторые расстройства, наследующиеся по X-сцепленному рецессивному типу, могут быть настолько тяжёлыми, что приводят к внутриутробной гибели плода. В этом случае среди членов семьи и среди их предков может не быть ни одного известного больного.

Женщины, которые имеют только одну копию мутации, называются носителями. Обычно такая мутация не выражается в фенотипе, то есть никак не проявляется. Отдельные заболевания с Х-сцепленным рецессивным наследованием всё же имеют некоторые клинические проявления у женщин-носителей вследствие механизма дозовой компенсации , благодаря которому в соматических клетках случайно инактивируется одна из Х-хромосом, и в одних клетках организма экспрессируется один Х-аллель, а в других - другой .

Некоторые X-сцепленные рецессивные заболевания человека

Распространённые

Часто встречающиеся X-сцепленные рецессивные заболевания:

Редкие

См. также

Примечания

Фонд «Подари жизнь». Х-сцепленное рецессивное наследование
Seroquel XR (quetiapine) Disease Interactions
A novel X‐linked recessive form of Mendelian susceptibility to mycobaterial disease
X-linked mendelian susceptibility to mycobacterial diseases
Фогель Ф., Мотульский А. Генетика человека в 3-х томах. - М: Мир, 1989. - Т. 1. - С. 162-164. - 312 с.
Morgan T.H., Sturtevant A.H., Muller H.J., Bridges C.B. . - New York: Henry Holt and Company, 1915. - 262 с.
Англо-русский толковый словарь генетических терминов. Арефьев В. А., Лисовенко Л. А., Москва: Изд-во ВНИРО, 1995 г.
Шевченко В. А., Топорнина Н. А., Стволинская Н. С. Генетика человека: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2004. - 240 с.: ISBN 5-691-00477-8 с 116
Dobyns WB, Filauro A. Inheritance of most X-linked traits is not dominant or recessive, just X-linked. Am J Med Genet A. 2004 Aug 30;129A(2):136-43.
OMIM Color Blindness, Deutan Series; CBD
Carlo Gelmetti; Caputo, Ruggero. Pediatric Dermatology and Dermatopathology: A Concise Atlas. - T&F STM, 2002. - P. 160. - ISBN 1-84184-120-X .
Duchenne muscular dystrophy: MedlinePlus Medical Encyclopedia (неопр.) . Nlm.nih.gov. Дата обращения 6 мая 2014.
Barbara A Konkle, MD, Neil C Josephson, MD. Hemophilia A. Synonyms: Classic Hemophilia, Factor VIII Deficiency. GeneReviews, 2000
Barbara A Konkle, MD, Neil C Josephson, MD, Hemophilia B. Synonyms: Christmas Disease, Factor IX Deficiency. GeneReviews, 2000
Kabuki syndrome (неопр.) . Genetics Home Reference. Дата обращения 6 мая 2014.
Bangsbøll S., Qvist I., Lebech P. E., Lewinsky M. Testicular feminization syndrome and associated gonadal tumors in Denmark (англ.) // Acta Obstet Gynecol Scand (англ.) русск. : journal. - 1992. - January (vol. 71 , no. 1 ). - P. 63-6 . -

При Х-сцепленных заболеваниях аномальный ген находится на Х-хромосоме. Х-сцепленные заболевания значительно отличаются от аутосомных заболеваний.

Поскольку лица женского пола наследуют две копии Х-хромосомы, они могут быть гетерозиготны и иногда гомозиготны по любому аллелю в определенном локусе. Поэтому у женщин Х-сцепленные гены проявляются так же, как аутосомные гены. В результате инактивации Х-хромосомы (этот процесс носит случайный характер и происходит на ранних этапах эмбриогенеза у лиц женского пола) в каждой клетке организма активна только одна X- хромосома. Значит у женщин, гетерозиготных по мутантному Х-сцепленному аллелю, продукт нормального гена вырабатывается в количестве 50 % от нормального, что происходит и у гетерозигот при аутосомно-рецессивных состояниях. Обычно такого количества продукта гена достаточно для нормальных фенотипических проявлений. Поскольку мужчина наследует только одну Х-хромосому, он гемизиготен по всем генам Х-хромосомы, и все гены экспрессируются. В случае наследственной передачи Х-сцепленного мутантного гена развиваются фенотипические проявления заболевания, так как У-хромосома не содержит нормальные аллели, способные компенсировать функцию мутантного гена.

Х-сцепленное наследование рецессивного типа

Для Х-сцепленного наследования рецессивного типа характерны следующие признаки:

частота встречаемости заболевания значительно выше у мужчин;
у гетерозиготных женщин-носителей фенотипические проявления заболевания обычно отсутствуют;
ген передается от больного мужчины ко всем его дочерям, и у сына любой из его дочерей риск наследования гена составляет 50%;
мутантный ген не передается от отца к сыну;
мутантный ген может передаваться через серию носителей женского пола, тогда связь между всеми больными мужчинами устанавливается через женщин-носителей;
значительная часть спорадических случаев заболевания является следствием новой мутации.

Существуют ситуации, в которых возможно развитие фенотипических проявлений Х-сцепленного наследования у лиц женского пола. Если оба родителя есть носителями Х-сцепленного рецессивного гена, девочка может получить мутантный ген в гомозиготном состоянии. Но в связи с тем, что Х-сцепленное наследование рецессивного типа бывает редко, эта ситуация маловероятна (за исключением близкородственных браков). Девочки с синдромом Тернера, для которого характерен набор хромосом 45,X, являются гемизиготами по всем генам, содержащимся на Х-хромосоме; в этом случае экспрессируются все гены, содержащиеся во всех локусах Х-хромосомы, как у мужчин. Наконец, поскольку инактивация Х-хромосомы носит случайный характер, у плода она подчиняется закону нормального распределения. Поэтому у небольшой части женщин возможна практически полная инактивация одной Х-хромосомы. Такой патологический (асимметричный) характер инактивации Х-хромосомы часто наблюдается у женщин с фенотипическими проявлениями X-сцепленных рецессивных заболеваний.

Гемофилия А: типичный пример Х-сцепленного наследования рецессивного типа. Гемофилия А (классическая гемофилия) характеризуется дефицитом фактора VIII свертывания, что приводит к длительным кровотечениям после травм, выпадению зубов, невозможности хирургических , рецидивам кровотечения после остановки первичного кровотечения и отсроченным кровотечениям. Дебют клинических проявлений и частота эпизодов кровотечения зависят от коагулирующей активности фактора VIII; существуют тяжелые и легкие формы заболевания. Тяжелые случаи обычно диагностируются в младенческом возрасте, легкие случаи могут оставаться не распознанными до подросткового или зрелого возраста. В результате асимметричной инактивации Х-хромосомы у 10% женщин-носителей могут быть кровотечения легкой степени тяжести.

Диагноз гемофилии А устанавливается при определении низкой коагулирующей активности фактора VIII при условии нормального уровня фактора Виллебранда. Молекулярно-генетическое исследование выявляет ответственные за развитие заболевания мутации примерно у 90 % пациентов. Нет необходимости проводить это исследование во всех случаях, но оно вполне доступно. Молекулярно-генетическое исследование применяется при генетическом консультировании членов семьи из группы риска и иногда для диагностики случаев заболевания с легкими клиническими проявлениями.

Гемофилия А имеет Х-сцепленное наследование рецессивного типа. Риск развития заболевания у сиблингов пробанда зависит от того, есть ли мать носителем мутантного гена. Риск передачи мутантного гена Б8 от женщины-носительницы составляет 50% при каждой беременности. Если мутация передается сыновьям, у них развиваются фенотипические проявления заболевания; дочери, которым передается мутация, становятся носителями мутации. Больные мужчины передают мутацию всем дочерям, не сыновьям.

Х-сцепленное наследование доминантного типа

Х-сцепленные заболевания рассматриваются как доминантные, если заболевание регулярно проявляется у гетерозиготных женщин-носителей. Характерные особенности Х-сцепленного доминантного:

заболевание фенотипически проявляется у всех дочерей и не развивается у сыновей больного мужчины;
у сыновей и дочерей больных женщин риск передачи заболевания по наследству составляет 50%;
редкие Х-сцепленные доминантные заболевания чаще встречаются у женщин, однако заболевание у женщин характеризуется более легкими (хотя и вариабельными) фенотипическими проявлениями.

Известно только несколько болезней с Х-сцепленным наследованием доминантного типа. Одно из них - гипофосфатемический рахит. Хотя этим заболеванием страдают оба пола, у мужчин заболевание протекает тяжелее. Некоторые редкие Х-сцепленные заболевания развиваются почти исключительно у женщин, так как гемизиготное состояние по данному гену у плодов мужского пола приводит к смерти. К таким относится недержание пигмента, которое проявляется в виде поражения кожи, волос, зубов и ногтей. Поражение кожи проходит характерные стадии, начиная от образования волдырей на коже в младенческом возрасте, затем появляются бородавчатые высыпания (и сохраняются несколько месяцев), в конечном итоге сменяющиеся участками гипер- и гипопигментации. Наблюдаются алопеция, гиподонтия, аномальная форма зубов и дистрофические изменения ногтей. У некоторых пациентов выявляются аномалии сосудов сетчатки, вызывающие предрасположенность к отслоению сетчатки в раннем возрасте, задержка психомоторного развития или умственная отсталость. Диагноз болезни недержания пигмента устанавливается на основании клинических данных и в некоторых случаях подтверждается при проведении биопсии кожи. У пораженных женщин риск передачи мутантного аллеля IKBKG потомству составляет 50 %. Пораженный плод мужского пола нежизнеспособен. Предполагаемый процент рождения живых детей составляет 33% непораженных заболеванием девочек, 33% пораженных девочек и 33% здоровых мальчиков.

Гены, локализованные в хромосоме X, так же как и при аутосомном типе наследования, могут быть доминантными и рецессивными. Главной особенностью Х-сцепленного наследования является отсутствие передачи сыну соответствующего гена отца, так как мужчины, будучи гемизиготными (имеют только одну хромосому X), передают свою хромосому Х только дочерям. Если в хромосоме Х локализуется доминантный ген, такой тип наследования называется Х-сцепленным доминантным (рис. 12.1.). Для него характерно.

· если болен отец, то все его дочери будут больны, а все сыновья здоровы;

· дети больны только в том случае, если болен один из родителей;

· у здоровых родителей все дети будут здоровы;

· заболевание прослеживается в каждом поколении;

· если мать больна, то вероятность рождения больного ребенка независимо от пола равна 50%:

· болеют как мужчины, так и женщины, но в целом среди больных женщин в 2 раза больше.

При локализации в хромосоме Х рецессивного гена тип наследования называется X-сцепленным рецессивным . Для него характерно:

· болеют преимущественно лица мужского пола;

· заболевание наблюдается у мужчин - родственников пробанда по материнской линии;

· сын никогда не наследует заболевание отца:

· если пробанд женщина, ее отец обязательно болен, а мать - гетерозиготная носительница и болеют все ее сыновья;

· в браке больных мужчин и здоровых гомозиготных женщин все дети будут здоровы, но у дочерей могут быть больные сыновья;

· в браке здорового мужчины и гетерозиготной женщины вероятность рождения больного ребенка составит 50% для мальчиков и 0% для девочек.

Рисунок 12.1. Пример родословной с Х-сцепеленным доминантным типом наследования

Примеры сцепленного с полом наследования:

Х-сцепленное наследование – гемофилия (рис. 12.2.), дальтонизм.

Благодаря хорошо известной родословной удалось проследить наследование гена гемофилии от английской королевы Виктории. Виктория и ее муж были здоровы. Известно также, что никто из ее предков не страдал гемофилией. Наиболее вероятно, что возникла мутация в гамете одного из родителей Виктории. Вследствие этого королева Виктория стала носительницей гена гемофилии и передала его многим своим потомкам. Все потомки мужского пола, которые получили от Виктории Х-хромосому с мутантным геном, страдали тяжелым недугом – гемофилией.

У-сцепленное наследование – гипертрихоз (повышенное оволосение ушной раковины), перепонки между пальцами.

Х- и У-сцепленное наследование – общая цветовая слепота.

Рисунок 12.2. Родословная семьи с гемофилией (Х-сцепленный рецессивный тип наследования)

Один из сцепленных с полом рецессивных генов вызывает особый тип мышечной дистрофии (тип Дюмена). Эта дистрофия проявляется в раннем детстве и постепенно ведет к инвалидности и смерти ранее 20-летнего возраста. Потому мужчины с дистрофией Дюмена не имеют потомства, а женщины гетерозиготные по гену этого заболевания, вполне нормальны. Среди доминантных признаков, связанных с Х-хромосомой, можно указать на ген, который вызывает недостаточность органического фосфора в крови. В результате, при наличии этого гена, часто развивается рахит, устойчивый к лечению обычными дозами витамина А. В этом случае картина сцепленного с полом наследования заметно отличается от того хода передачи по поколениям, который был описан для рецессивных болезней. В браках девяти больных женщин со здоровыми мужчинами среди детей была половина больных девочек и половина мальчиков. Здесь, в соответствии с характером наследование доминантного гена, в Х-хромосомах произошло расщепление в отношении 1:1:1:1. Другим примером доминантного гена, локализованного в Х-хромосоме человека, может послужить ген, вызывающий дефект зубов, приводящий к потемнению эмали зубов.

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

Индивидуальные черты, сцепленные с полом

Комбо-задача по генетике 3 в 1! Урок биологии №71.

Онлайн урок биологии. Наследование, сцепленное с полом

Принцип Харди-Уайнберга

Развлечение с решёткой Пеннетта

Субтитры

На текущий момент нашего курса биологии вы, наверное, задаетесь логичным вопросом: чем обусловлен пол организма? Однозначного ответа нет, ведь в животном мире пол определяют различные факторы. Для некоторых рептилий им является внешняя среда. Для рептилий этот фактор - внешняя среда. Не для всех, лишь для некоторых видов. Иногда это зависит от температуры, в которой развивается зародыш, зависит его будущий пол; иногда - от других факторов внешней среды. Для других классов животных, в частности для млекопитающих, к которым принадлежим и мы, это гены. Вы можете спросить: «Салман, …» Секунду, я напишу. У млекопитающих - гены. Так вот, вы спросите: "может быть существуют разные аллели - аллель мужского пола, аллель женского?" Но вы же знаете, насколько много признаков определяют различия между мужчиной и женщиной. Наверное, это набор взаимодействующих генов. Эта вторая догадка, она ближе к истине. Это даже больше, чем набор генов. Это хромосомы целиком. Давайте я нарисую ядро. Вот такое ядро. Это будет ядро для мужчины. 22 пары хромосом не являются определяющими пол. Обозначу их; одна из гомологичных, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14. И так далее. Всего 22 пары. Хромосомы этих двадцати двух пар называют аутосомами. Это стандартные пары хромосом, содержащих разную информацию. Эти пары состоят из гомологичных хромосом, которые, как мы говорили раньше, мы получаем по одной от каждого из родителей. Содержащаяся в них информация необязательно идентична, но всегда определяется аналогичными генами. Если один ген определяет цвет глаз, другой ген в паре - тоже. Хотя сам цвет может быть закодирован в этих генах по-разному. Итак, этот набор генов никак не определяет наш пол. Для этого есть две специальные хромосомы. Давайте я обозначу их вот здесь. Длинная бежевая и короткая синяя. Вы сразу заметите: эти две не похожи на гомологичные хромосомы. Как они могут содержать одну и ту же информацию, когда синяя короткая, а бежевая длинная? И вы правы. Они не гомологичные. Эти хромосомы определяют половые признаки. Итак, хромосомы определяющие половые признаки. Длинную хромосому принято называть X-хромосомой. Прокрутим вниз… А синюю короткую называют Y-хромосомой. И вот как они определяют пол. Простая система: если у вас есть Y-хромосома, вы принадлежите к мужскому полу. Вот это ядро, которое я нарисовал, - представим, что вокруг него клетка, - мужское. Таким образом, если у вас есть X-хромосома (а от мамы мы можем получить только ее)… Х-хромосома от мамы и Y-хромосома от папы, тогда вы будете мужского пола. Если у вас Х-хромосома от мамы и Х-хромосома от папы, вы будете женского пола. Мы можем даже начертить решётку Пеннета. Это будет простая таблица, но она покажет возможные комбинации. Скажем, это генотип вашей мамы в определяющей половые признаки хромосоме. У неё две Х-хромосомы. Это сделало её вашей мамой, а не папой. А у вашего папы - Х-хромосома и Y-хромосома. (Y - с большой буквы) И вот таблица Пеннета. Какие возможны варианты потомства? Мама может дать эту X-хромосому, папа - тоже X-хромосому. Тогда получится девочка. Мама может дать другую X-хромосому вместе с той X-хромосомой - опять будет девочка. Понятно, что от мамы мы всегда получаем X-хромосому. А вот от папы можем получить либо X-, либо Y-хромосому. Пусть будет Y-хромосома. Это будут девочки, а те - мальчики. Хорошо, что половина девочек и половина мальчиков. И вот какой интересный факт, в котором есть некоторая ирония. Подумаем, кто определяет пол потомства? Будет ли это мама или папа? Так вот мама всегда дает X-хромосому, то есть гаплоидный набор яйцеклетки мамы, женской гаметы, никоим образом не может определять пол потомства. Решающую роль играют сперматозоиды. У отца их множество, и все они стремятся... все они стремятся к яйцеклетке. В некоторых из них X-хромосома, а в некоторых - Y-хромосома. И другие хромосомы. Если гонку выиграет вот этот сперматозоид, лучше сказать, что это девочка… Если она выиграет, то оплодотворённая яйцеклетка будет девочкой. Если этот сперматозоид выиграет гонку, получится мальчик. Почему я сказал про иронию: в истории немало примеров, и самый известный, наверное, - Генрих VIII… Вообще говоря, это характерно не только для королей… В нашей цивилизации доминирует мужское начало, и часто мужчины одержимы желанием получить наследника, чтобы было кому передать фамилию. А в случае Генриха VIII - страну. А если рождаются девочки, они ужасно раздражаются и обвиняют жён, а ведь виноваты они сами. Генрих VIII и Анна Болейн. Я не большой знаток истории, но в общих чертах было так: Генрих разозлился на Анну, потому что она не родила ему наследника. И нашёл причину, чтобы казнить её отсечением головы, хотя причина-то была в нём самом. Вероятно, большая часть его сперматозоидов были такими, а не такими. Впоследствии у него родился сын, и если это был действительно его ребёнок, значит, у него были и такие сперматозоиды, но причина была в нём. Вот в чём ирония. Мужчины обвиняют своих жён, а причина кроется в них самих. Теперь вы можете задаться вопросом: "Салман, а эти хромосомы определяют только лишь половые признаки или содержат ещё какую-то информацию?" Нарисую несколько хромосом. Пусть это будет X-хромосома, а это - Y-хромосома. X-хромосома содержит много другой информации, хотя в ней сравнительно мало генов. Приблизительно 1500 генов. А в Y-хромосоме меньше всего генов из всех других хромосом. Всего 78 генов. Я только что уточнил это, но никто знает, точно ли 78. Она содержит очень мало информации, отличной от определения пола. В ней есть ген, называемый SRY-ген. Вы можете этого не знать. Он играет роль в развитии яичек, мужских половых органов. Итак, SRY-ген играет роль в развитии яичек. Этот ген содержит информацию, которая определяет развитие мужских половых органов. Если такой ген отсутствует, развивается женская особь. Я даю очень упрощённое представление. Пока я говорил об информации, играющей роль в определении пола. Но в этих генах записана и другая информация. Наиболее известны примеры отдельных нарушений. Например, цветовая слепота. Гены... лучше сказать, мутации вызывающие цветовую слепоту. Неспособность различать красный и зелёный цвета. Я написал это зелёным цветом, что может быть не совсем правильно. А также гемофилия. Когда кровь не сворачивается. Существует несколько типов гемофилии. Но основной её признак - неспособность крови сворачиваться. Оба отклонения вызваны мутациями X-хромосомы. Это рецессивные мутации Что это означает? Обе X-хромосомы должны - возьмём случай гемофилии - обе X- хромосомы индивидуума должны содержать мутации гемофилии, чтобы у него был фенотип гемофилии. Например, вот у нас есть генотип женщины. У неё одна нормальная X-хромосома и одна X-хромосома - обозначу верхним индексом - и одна хромосома с мутацией гемофилии. Она будет носителем. В её фенотипе гемофилия отсутствует. Её кровь сворачивается, как нужно. Женщина будет страдать от гемофилии, только если получит два таких гена, так как это рецессивная мутация. У такого индивидуума будет гемофилия. А у мужчин только одна X-хромосома. И мужчина будет страдать гемофилией, если такая мутация будет в одной X- хромосоме, которую он получил. А другая - это Y-хромосома. У такого мужчины будет гемофилия. Возникает вопрос о том (сразу отмечу, что это относительно редкая мутация X-хромосомы)... о том, для кого вероятность заболеть гемофилией более высока? Для мужчины или для женщины? При прочих равных, кто чаще болеет? Смотрите, это сравнительно редкая аллель; у женщины должны быть два таких гена. Я навёл справки перед записью. Частота его формирования такова: приблизительно 1 мужчина из 5 000-10 000 болеет гемофилией. То есть частота такой аллели 1 на 7 000; частота формирования Х-хромосомы с мутацией гемофилии. Вероятность будет вот такой. Поэтому 1 из 7 000 мужчин страдают гемофилией; 1 раз из 7000 они получают Х-хромосому с мутацией, определяющей гемофилию. При этом Y-хромосома не имеет никакого значения: она не определяет факторы свёртываемости крови и прочие, вызывающие гемофилию. А при каких условиях заболеет гемофилией женщина? Только если получит две хромосомы с мутацией. И вероятность такой мутации - 1 на 7 000. То есть для неё вероятность будет равна 1 на 7 000, умноженных на 7000, то есть один на 49 миллионов. Как вы понимаете, случаи гемофилии у женщин намного более редки, чем у мужчин. И, как правило, все мутации, связанные с полом, если это рецессивные мутации, проявляются, если переходят мужчинам, так как у них нет другой X-хромосомы, которая была бы доминантной. А у женщин они проявляются, только если обе хромосомы такие. Заболеваемость у мужчин будет… пусть m обозначает заболеваемость мужчин. Исправлю орфографию… Заболеваемость мужчин... Тогда какова заболеваемость у женщин? Это можно рассматривать как частоту аллелей с такой мутацией X-хромосомы. Женщина заболеет, если получит два таких гена. То есть частота для женщин - m в квадрате. Вы скажете - это же больше. Я возвожу в квадрат. Но мы помним, что частота заболеваемости меньше единицы, в случае гемофилии - один на 7000. Возведя в квадрат 1 из 7000, получим 1 из 49 млн. Надеюсь, вам было интересно. Теперь вы знаете, что определяет формирование мужских и женских половых признаков. И кто «виноват», если у пары никак не получается родить сына. Subtitles by the Amara.org community