ONTOGENETICHESKII_UROVEN

Гомосексуализм – клиническое проявление истинного или ложного гермафродитизма. Сексуальное влечение к лицам своего пола. Мужчины с транссексуальным поведением чаще имеют кариотип 46,ХУ, но у них нет в генотипе HYAS-гена. У женщин – кариотип часто 46,ХХ, но определяется

HY-антиген.

МОНОГЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ ПРИЗНАКОВ.

АУТОСОМНОЕ И СЦЕПЛЕННОЕ С ПОЛОМ НАСЛЕДОВАНИЕ

Цель занятия – з н а т ь классификацию моногенного наследования признаков, характеристики аутосомно-доминантного, аутосомно-рецессивного и сцепленного с полом типов наследования.

В н е а у д и т о р н а я р а б о т а

Задание 1. Основные генетические понятия

Напишите, что означают термины: ген, аллельные гены, генотип,

фенотип, доминантные и рецессивные признаки, гомо- и гетерозиготные организмы, множественные аллели, пенетрантность, экспрессивность,

плейотропное действие гена.

Напишите генетические схемы и формулировки 1-го и 2-го законов Менделя.

Напишите генетическую схему наследования пола человека. От кого (отца или матери) получают Х-хромосому дочь и сын? Какова вероятность рождения в семье мальчика или девочки?

Обратите внимание, что в половых хромосомах человека имеются гомологичные и негомологичные локусы. Гены, локализованные в негомологичных локусах Х-хромосомы, наследуются сцеплено с Х-хромосомой и передаются сыновьям и дочерям. Гены, локализованные в негомологичных локусах Y-хромосомы, проявляются в фенотипе только у мужчин и передаются

20

от отца к сыну. Гены, локализованные в гомологичных локусах Х- и Y-

хромосом, могут наследоваться с Х- и Y-хромосомами (частично сцепленное с полом наследование).

Задание 2. Фенотип человека. Характеристика моногенных

признаков

Ознакомьтесь с информацией:

Фенотип человека – это совокупность всех его признаков,

сформировавшихся в ходе онтогенеза в определенных условиях среды. Признак

– это любое свойство, показатель организма биохимического, физиологического или морфологического характера, которое можно оценить (количественно или качественно). Вся совокупность признаков (фенотип) весьма условно подразделяется на качественные (моногенные) и количественные (полигенные)

признаки. Критерий этого подразделения – число фенотипических классов признака у людей в популяции – если в популяции их немного, то признак моногенный, если же много – признак полигенный.

Моногенные признаки (МП) по своей природе, в основном, качественные.

Среда на формирование МП или не влияет, или изменяет экспрессивность и пенетрантность гена. Наследуются МП по моногенному типу – по законам Менделя (менделирующие признаки).

Примеры нормальных моногенных признаков: цвет глаз и волос; группы крови систем ABO, Rh, MN; пятипалость, нормальная свертываемость крови и др. Примеры патологических МП: серповидно-клеточная анемия, гемофилия А и В, фенилкетонурия, моногенно обусловленная непереносимость некоторых лекарственных и пищевых веществ.

21

Задание 3. Типы наследования моногенных признаков

Изучите классификацию (схема 1) моногенного наследования и сравнительную характеристику (табл. 1) аутосомного и сцепленного с полом

наследования.

Схема 1

Классификация моногенного наследования

Задание 4. Проверка усвоения материала

Проверьте усвоение материала темы по тестовым заданиям с выбором одного или нескольких правильных ответов (стр. 60)

22

Таблица 1

Сравнительная характеристика аутосомного и сцепленного с полом типов наследования признаков

А у д и т о р н а я р а б о т а

Задание 5. Прогнозирование при А-Д наследовании при типичном браке (Аа × аа) с разной пенетрантностью (П) гена

а) Способность ощущать вкус фенилтиомочевины (ФТМ) – доминантный признак, П – 100%.

Жена ощущает вкус ФТМ (ее отец не ощущает), муж и сын не ощущают вкус ФТМ. Чему равна вероятность рождения ребенка, ощущающего вкус ФТМ,

в этой семье?

б) У мужчины в детстве была удалена ретинобластома (опухоль глаза,

доминантный признак, П – 80%), его жена здорова, здоровы и ее родственники.

Какова вероятность, что дети в этой семье унаследуют заболевание?

Задание 6. Прогнозирование при А-Д наследовании признаков у

человека с различной экспрессивностью (Э) гена

а) В семье здоровых родителей сын болен с. Марфана. У него высокий рост, длинные тонкие пальцы, отслойка сетчатки, подвывих хрусталика,

близорукость, голубые склеры. Его мать здорова (перечисленных признаков нет). У отца – высокий рост, длинные тонкие пальцы. У матери по линии отца – голубые склеры. Напишите генотипы всех членов семьи. Каков риск повторения болезни у следующего ребенка? Объясните различия в фенотипе отца, сына и его бабушки.

б) При синдроме Ван дер Вуда основные симптомы – расщелина губы и/или нѐба, кисты на нижней губе. П – 80%, Э – различная.

У одного из родителей – с. Ван дер Вуда, другой – здоров. У одного из их детей расщелина губы и нѐба, у другого – только киста на нижней губе.

Напишите генотипы всех членов семьи. У какого ребенка Э гена данной болезни выше?

24

Задание 7. Зависимость пенетрантности гена от возраста

Болезнь Гентингтона наследуется по А-Д типу и развивается после 40 лет

(в 40 лет П – 50%, после 70 лет – 100%).

Уздоровых родителей (матери – 42 года, отцу – 50 лет) двое детей (сыну

–18 лет, дочери – 20 лет). Дедушка по линии отца в 60 лет заболел болезнью Гентингтона. Какова вероятность, что дети в этой семье заболеют болезнью Гентингтона?

Задание 8. Наследование групп крови системы Rh

Группы крови системы Rh определяются в основном двумя аллелями:

доминантный ген Rh обусловливает наличие в эритроцитах резус-антигена,

рецессивный ген rh – отсутствие его. При несовместимости крови по резус-

фактору матери и плода (мать резус-отрицательная, плод – резус-

положительный) ребенок нередко рождается с гемолитической желтухой. В

тяжелых случаях возможна гибель плода.

У здоровых родителей первый ребенок родился здоровым, второй – с

гемолитической желтухой. Третья беременность закончилась спонтанным абортом. Напишите генотипы родителей и детей по резус-фактору. Объясните исход беременностей.

Задание 9. Кодоминирование. Наследование групп крови системы

АВО и MN

У ребенка IV группа крови системы АВО. Какие группы крови могут быть у его родителей?

В соответствии с системой MN люди делятся на три группы: у одних эритроциты несут антиген М, у других – антиген N, а у третьих оба антигена – М и N. Напишите генотипы родителей и возможные генотипы и фенотипы детей по группе крови системы MN, если в эритроцитах родителей обнаружены одновременно оба антигена.

25

Задание 10. Прогнозирование при А-Р наследовании признаков /

болезней при типичном браке (Аа × Аа)

Фенилкетонурия (ФКУ) – результат мутации гена фермента фенилаланингидроксилазы (ФАГ), катализирующего превращение аминокислоты фенилаланина в тирозин. При снижении активности ФАГ у ребенка развивается слабоумие. Полная клиника ФКУ развивается у гомозигот по гену ФАГ, у гетерозигот интеллект нормальный или несколько снижен.

У здоровых родителей первый ребенок болен ФКУ, другой – здоров.

Какова вероятность, что и следующий ребенок будет здоров? Напишите генотипы всех членов семьи. Какими изменениями среды можно снизить экспрессивность гена ФАГ?

Задание 11. Наследование аутосомных признаков, ограниченных

полом

Признаки, ограниченные полом, определяются аутосомными генами, но на проявление их в фенотипе влияет пол организма. Например, раннее полысение, тембр голоса (бас, баритон) – признаки, доминантные у мужчин, но рецессивные у женщин; мигрень – доминирует у женщин, но рецессивна у мужчин.

Напишите генотипы мужчины и женщины с признаками: раннего полысения, с нормальным развитием волос. Определите вероятность раннего полысения у мужчины, если известно, что его бабушка по материнской линии была лысой, а отец и мать имели нормальные волосы.

Задание 12. Прогнозирование при Х-Д сцепленном типе наследования

признака при разных типах брака

Типичный брак (XAXa × XaY). Гетерозиготная по гену гипофосфатемии II (витамин-D-устойчивый рахит) женщина находится в браке со здоровым мужчиной.

Какое потомство по фенотипу и генотипу может быть при этом типе брака? Какое потомство по фенотипу и генотипу может быть, если болен муж?

26

При каком типе брака соотношение больных и здоровых детей будет 1:1, как и при аутосомно-доминантном типе наследования?

Редкий брак (XAXa × XAY). Какое потомство можно ожидать, если у матери и отца коричневая эмаль зубов? У отца матери зубы были коричневые, у матери

– белые. Возможно ли рождение в этом браке девочки с белыми зубами?

Задание 13. Прогнозирование при Х-Д наследовании летального для

мужского пола признака

Синдром рото-лице-пальцевой (РЛП) приводит к гибели эмбрионов мужского пола. Характеризуется множественными пороками развития с преобладанием патологии рта, лица, пальцев. Клинические проявления РЛП у гетерозиготных женщин могут быть выражены слабо.

У женщины со слабовыраженными признаками синдрома РЛП было два спонтанных выкидыша плодов мужского пола. Одна дочь ее здорова. Напишите генотип женщины с синдромом РЛП и генотипы погибших эмбрионов мужского пола. Какова вероятность рождения у этой женщины второй здоровой дочери?

Задание 14. Прогнозирование при Х-Р типе наследования признака при типичном браке (ХАХа × XAY)

У здоровых родителей родился мальчик, больной гемофилией В

(отсутствует IX фактор свертываемости крови). От кого из родителей унаследовал это заболевание сын? Чему равна вероятность повторного рождения в этой семье больного сына? Возможно ли рождение в этой семье больной дочери?

Задание 15. Прогнозирование при Х-Р типе наследования признака

при редких типах браков (ХАХа × XaY), (ХаХа × XaY)

а) В семье у отца дейтеранопия (невосприятие зеленого цвета), мать здорова, сын не различает зеленый цвет. От кого из родителей ребенок мог унаследовать патологический признак? Напишите генотипы всех членов семьи.

27

Какова вероятность повторного рождения в этой семье больного сына? Могут ли в этой семье родиться здоровые дети?

б) У отца, матери и их сына невосприятие красного цвета (протанопия).

Напишите генотипы членов этой семьи. Возможно ли рождение здоровых детей у данных родителей?

Задание 16. Прогнозирование при Y-сцепленном типе наследования

признака

а) Каких сыновей и дочерей можно ожидать в семье, если у отца имеется перепончатость пальцев ног?

б) Гипертрихоз – волосатость края ушной раковины – признак,

сцепленный с Y-хромосомой с полным проявлением к 17 годам. Какова вероятность рождения детей с таким признаком, если у отца гипертрихоз?

Задание 17. Прогнозирование при частично сцепленном с полом типе

наследования признака (X-Y-тип)

Ген синдрома Альпорта (наследственная нефропатия с глухотой)

локализован в гомологичных районах Х- и Y-хромосом, поэтому наследуется подобно аутосомному типу (псевдоаутосомное наследование, X-Y-тип).

Мужчины болеют чаще и тяжелее, чем женщины. Мужчины получают патологический ген с Х-хромосомой от матери и передают его дочерям. В

некоторых случаях (при кроссинговере между гомологичными районами Х- и Y-

хромосом) ген передается с Y-хромосомой сыновьям.

Какое потомство можно ожидать от брака больного мужчины (его генотип

XAYa) со здоровой женщиной (ХаХа), если кроссинговер между гомологичными районами Х- и Y-хромосом происходит?

28

У ч е б н о - и с с л е д о в а т е л ь с к а я р а б о т а с т у д е н т о в ( У И Р С )

Задание 18. Моногенно-обусловленная непереносимость ряда лекарственных и пищевых веществ

а) Дитилин – лекарство, назначаемое для кратковременного расслабления поперечно-полосатой мускулатуры (например, при вправлении вывихов). В

организме большинства людей дитилин расщепляется ферментом псевдохолинэстеразой. Активность фермента значительно снижена у гомозигот по мутантному гену псевдохолинэстеразы. У таких людей введение дитилина вызывает длительную остановку дыхания (расслабляется дыхательная мускулатура). Наследуется непереносимость дитилина по А-Р типу.

Мужчина поступил в больницу с вывихом в плечевом суставе. Перед вправлением вывиха ему ввели дитилин в терапевтической дозе. Неожиданно дыхание остановилось, больного срочно перевели на искусственное дыхание.

Через год у его сына также произошел вывих в плечевом суставе. Какова вероятность, что у сына будет такая же реакция на дитилин, как у отца, при условии, что чувствительность к дитилину у матери и ее родственников нормальная?

б) Лактаза – фермент, расщепляющий молочный сахар лактозу на глюкозу и галактозу. Аутосомный ген, контролирующий синтез лактазы, встречается в виде двух молекулярных форм: L обуславливает синтез высокоактивного фермента (доминантный признак), l – фермента низкой активности. Люди с низкой активностью фермента не переносят молоко, с высокой же активностью лактазы – переносят молоко. Активность фермента зависит также от возраста: у

новорожденных она выше, у взрослых – ниже. Особенно ярко эта зависимость активности лактазы от возраста проявляется у гетерозигот.

Мать и отец устойчивы к лактозе, их сын не переносит молоко с рождения. Напишите генотипы всех членов семьи. Какова вероятность, что их следующий ребенок не будет переносить молоко с рождения?

29