2.4. Наследование, сцепленное с полом

П ризнаки, наследуемые через половые хромосомы, получили название сцепленных с полом. Половые хромосомы имеют своеобразное строение:

негомологичные участки

гомологичные участки

X – У – хромосомы.

В X – и У – хромосомах есть гомологичные друг другу участки. Гены, локализованные в этих участках, наследуются по закону Менделя. В негомологичном участке X – хромосомы находятся гены, аллельных которым в У – хромосоме нет, и наоборот, в негомологичном участке У – хромосомы находятся гены, у которых нет аллелей в X – хромосоме. Отсюда следует, что схема решения задач будет иной, чем при аутосомном скрещивании.

Фенотипическое проявление признаков, обусловленных действием генов, локализованных в половых хромосомах, зависит от типа наследования пола, т.е. от гомогаметности и гетерогаметности пола.

У всех млекопитающих, включая человека, у дрозофилы и многих других видов животных женские особи в соматических клетках имеют две X – хромосомы, а мужские – X-и У – хромосомы. У этих организмов все яйцеклетки содержат X – хромосомы, и в этом отношении они одинаковы. Сперматозоиды у них образуются двух типов : одни содержат Х-, другие – У-хромосому.

У птиц и ряда видов бабочек женские особи имеют разные половые хромосомы, а мужские – одинаковые. Так, у петуха соматические клетки содержат две X – хромосомы, и все сперматозоиды одинаковые. Курицы же наряду с X – хромосомой содержат У – хромосому, поэтому яйца бывают двух типов. Чаще всего X – хромосому в этом случае обозначают Z, а У – хромосому – W.

Пол, имеющий обе одинаковые половые хромосомы, называется гомогаметным, а имеющий разные половые хромосомы – гетерогаметным.

Таким образом, у человека, млекопитающих, дрозофилы гомогаметный пол – женский, гетерогаметный – мужской, у птиц и бабочек – наоборот.

Признаки, наследуемые через У – хромосому, получили название голандрических. К их числу у человека относятся: развитие волос на краю ушной раковины (гипертрихоз), сращение пальцев на ногах. Они передаются от отца всем его сыновьям.

Признаки, наследуемые через X – хромосому, могут быть у особей как одного, так и другого пола. Особи, имеющие в генотипе две X – хромосомы, могут быть гомо- и гетерозиготными по генам, локализованным в них. Рецессивные аллели у таких особей появляются только в гомозиготном состоянии. Если особь имеет в генотипе одну X – хромосому, то все локализованные в ней гены сразу же проявляются в фенотипе. Такой организм называется гемизиготным.

Х^А Х^А – гомозигота доминантная ; Х^А Х^а – гетерозигота.

Х^а Х^а - гомозигота рецессивная; X^AY, X^aY – гемизигота.

У человека к числу признаков, которые определяются аллелями, находящимися в негомологичном участке X – хромосомы, относятся : гемофилия, дальтонизм, синдром Дюшена, особая форма рахита и пр.

Пример: у человека ген, вызывающий одну из форм цветовой слепоты (дальтонизм), локализован в X – хромосоме. Состояние болезни вызывается рецессивным геном (d), состояние здоровья – доминантным (D). Девушка с нормальным зрением, отец которой страдал цветовой слепотой, выходит замуж за нормального мужчину, отец которого страдал дальтонизмом. Какое зрение можно ожидать у детей от этого брака?

Решение: по условию известно, что девушка здорова, у неё обязательно есть ген "нормы" X^D. Второй ген из этой пары у девушки должен быть геном дальтонизма – X^d ,т.к. её отец страдал дальтонизмом, а женщина всегда получает одну X – хромосому от матери, а вторую – от отца. У отца она, как известно, единственная. Значит, генотип девушки X^D X^d. Мужчина по условию задачи – нормальный, его генотип будет Х^DУ.

Р: ♀ X^D X^d х ♂ Х^DУ

Гаметы: X ^D, X ^d X ^D, У

F : X^D X^D, X^D X^d, X^D У, X^d У

Ответ: все девочки фенотипически здоровы, но половина из них – носительницы гена дальтонизма – X^D X^d; половина мальчиков будет здоровыми (Х^DУ), половина – больными (X^dУ).

Пример: гипоплазия эмали (тонкая зернистая эмаль, зубы светло – серого цвета ) наследуется как сцепленный с X – хромосомой доминантный признак. В семье, где оба родителя страдали отмеченной аномалией, родился сын с нормальными зубами. Определите вероятность того, что следующий ребенок будет тоже с нормальными зубами.

Решение: по условию задачи родители здорового сына больны (генотип сына, следовательно, Х^аУ), значит генотип мужчины будет Х^АУ, а генотип женщины обязательно будет содержать доминантный ген Х^А. Но, поскольку ребенок здоров, то второй ген у матери будет Х^а (У – хромосому сын получил от отца, а Х^а он может получить только от матери).

Р: ♀ Х^А Х^а х ♂ Х^А У

Гаметы : Х^А, Х^а Х^А, У

F: Х^АХ^А, Х^АХ^а, Х^АУ, Х^аУ

Ответ: вероятность рождения здоровых детей в этой семье равна 25 %. Это – половина мальчиков (Х^а У). Все девочки больны.

Пример: у некоторых пород кур гены, определяющие белый цвет и полосатую окраску оперения, сцеплены с X – хромосомой. Полосатость доминирует над белой сплошной окраской. Гетерогаметный пол у кур – женский, и X – хромосома в этом случае обозначается Z, а У – хромосома – W. У юннатов имеются полосатые петухи и белые курицы. От их скрещивания получено 100 полосатых петухов и кур и 98 – белых. Определите генотип потомства и родителей.

Решение : если обозначить ген полосатой окраски В, а белой – в, то генотип курицы, которая использовалась юннатами для скрещивания, будет Z^B W, т.к. гетерогаметным полом у кур является женский пол. Среди потомства были курицы обеих окрасок. Следовательно, петух давал два типа гамет – Z^B и Z^в, т.е. его генотип был Z^B Z^в . Генотипы потомства

Р: ♀ Z^B W x ♂Z^BZ^в

Гаметы: Z^в, W x Z^B, Z^в

F: Z^B Z^в, Z^B W, Z^в Z^в , Z^в W

полосатые куры белые куры

и петухи и петухи