4. Генетика пола.

Развитие признака пола находится под строгим генетическим контролем и зависит от присутствия в клетках организма- половых хромосом.

Цитогенетический метод показал, что в пределах вида (человек, кошка…) наблюдается различия в кариотипах самца и самки.

Эти различия касаются только одной пары хромосом – (половые или гетерохромосомы). Остальные хромосомы –аутосомы.

Человек: кариотип 46 хромосом -23 пары

(44 аутосомы+ 2 гетерехромосомы)

У человека женский пол имеет 2 одинаковые половые хромосомы ХХ,

Мужской пол 2 разные хромосомы ХУ

У некоторых наоборот – птицы ♂ ХХ , ♀ ХУ

Половые хромосомы Х и У отличаются друг от друга по величине, форме и главное по составу генов.

Х- хромосома крупнее и поэтому большинство ее генов не имеет аллельных генов в У- хромосоме (поэтому по большинству генов Х и У хромосомы не гомологичны друг другу).

Женский организм образует 1 тип гамет: 22 аут + Х (гомогаметный или гомозиготный организм – пол, имеющий одинаковые половые хромосомы).

Мужской пол, у которого различны половые хромосомы образует 2 типа гамет, отличающихся по половым хромосомам, называется гетерогаметный организм: 22+ Х 22 +У

Генетическое определение пола будущего организма осуществляется в момент оплодотворения и зависит от того какая гамета гетерогаметного- мужского организма оплодотворит половую клетку гомогаметного организма (яйцеклетку):

♀ 22Х+ ♂22Х ( сперматозоид) = ♀ 44 ХХ– девочка

♀ 22Х + ♂22 У (сперматозоид) = ♂ 44ХУ- мальчик

Р ХХ х ХУ

Г Х Х Х У

F₁ ХХ ХУ ХХ ХУ 1: 1

Отец даёт свою Х хромосому только дочерям, а У – сыновьям.

Гаметы образуются с равной невероятностью и соотношение по полу приближается к 1:1(большое количество потомков).

5. Доминантные и рецессивные признаки человека и типы их наследования.

Действие законов наследственности (закон Менделя) распространяется и на человека. Гибридологический метод, используемый Менделем не может быть применен к человеку. Путём генеалогического метода (метод составления родословных) были выявлены доминантные и рецессивные признаки человека.

признак	Доминантный	Рецессивный	Признак	Доминантный	Рецессивный
Глаза	Большие	Маленькие	Волосы	Курчавые	Прямые
Цвет глаз	Карие	Голубые	Цвет волос	Рыжие Каштановые	Светло-русые Светло- русые
Разрез глаз	Монголоиднай	Европеидный	Ресницы	Норма	Короткие
Остр. зрения	Близорукость	Норма	Облысение	У мужчин	у женщин
Нос	С горбинкой (орлиный)	Прямой	Нижняя губа	Толстая, отвисшая	Норма
Уши	Длинные	Короткие	Цвет кожи	Смуглый	Белый
Болезни обмена	Норма	Альбинизм	Кол. пальцев	Полидактилия- 6	Норма - 5
Подбородок	Широкий	Узкий, острый	Рост	Карликовость	Норма
Язык	Способ. сворачиваться в трубочку	-	Слух, речь,	Норма	Глухонемота
			Резус фактор	Положительный	Отрицательный

Альтернативные варианты признаков (карие- голубые) наследуются по законам Менделя.

У человека различают 2 основных типа наследования признаков:

1. Аутосомное, если ген обуславливающий проявление признака или болезни располагается в аутосомах (44 шт).

2. Сцепленное с полом- ген располагается в половых хромосомах: Х или У.

Так как признак в 2-х вариантах: доминантный и рецессивный, то существует 2 варианта аутосомного наследования и 3 варианта сцепленного наследования.

А) Аутосомно-доминантное.

1. Гены, отвечающие за признаки или болезни располагаются в аутосомах.

2. Характеризуются равной вероятностью развития доминантного варианта признака у лиц обоих полов (и ♂ и ♀)

3. И обязательно проявление в каждом поколении в разных % соотношениях.

В браках доминантных гомозигот (АА) с любым генотипом (АА Аа аа) все потомки 100% имеют доминантный вариант признака.

При браке гетерозигот: АА х Аа →2Аа АА аа 3: 1 или 75%

В браке гетерозигот с рецессивной гомозиготой: Аа х аа - 1:1 50% (А)

Таким образом, при наличии хотя бы у одного родителя доминантного признака, последний с разной вероятностью проявляется во всех поколениях.

4. У здоровых родителей – дети здоровы: аа х аа → 0% (А)

Перечисленная характеристика присуща для случаев «классического» аутосомно – доминантного типа наследования.

Пенетрантность - вероятность проявления гена. Она выражается в % заболевших от числа носителей (если среди носителей патологического гена болеют только 50%, то пенетрантность тоже 50%). Отосклероз 40%.

Экспрессивность – тяжесть заболевания. Низкая – кажется, что человек здоров. Высокая – тяжелая форма (диагноз стертой формы доминантных больных правомочен тогда, когда в данной семье встречаются выраженные клинические формы – синдром Марфана большая вариантность).

По аутосомно-доминантному типу наследуются признаки (см. таблицу). Существует больше 900 наследственных болезней, передающихся по этому типу.

Большинство болезней в гомозиготном состоянии (АА) летальны- смерть.

1.Астигматизм- нарушение рефракции глаза, не видят в разных плоскостях.

2. Гемеролопия- куриная слепота

3. Аниридия- отсутствие радужной оболочки, помутнение роговицы и хрусталика.

4.Арахнодактилия – (синд. Марфана – «паучьи пальцы»)

5.Брахидактилия- (короткопалость)

6.Полидактилия- (многопалость)

7.Анонихия- недоразвитие ногтей и пальцев

8.Ахондропластическая карликовость

9.Врожденный вывих бедра 25% пенетрантность.

10.Нейрофибраматоз (опухоли нервных стволов) или бол. Реклингхаузена

11. Синдром Ван дер Хеве (повышенная ломкость костей, голубая склера, глухота).

12.Полипоз толстой кишки.

13.Отосклероз.

14.Черепно-лицевой дизостоз – скелетные аномалии (черепные швы зарастают рано, большой родничок)

15.Эпллиптоцитоз - овальная форма эритроцитов.

16.Хорея Гентингтона (нарушение движения, слабоумие)

Многие аутосомно-доминантные заболевания с летальным исходом или больные рано умирают, не дожив до репродуктивного периода.

Б) Аутосомно- рецессивный тип

1. Ген, отвечающий за признак рецессивный, располагается в аутосомах.

2. Признак проявляется только у рецессивных гомозигот (аа).

3. Может проявляться не в каждом поколении одной родословной

Аа х аа→100% (а)

аа х Аа→50% (а)

Аа х Аа→25% наиболее опасное сочетание, родители здоровы

Может проявляться у фенотипически здоровых родителей. Зависит от степени распространения мутантного гена.

Частота появления рецессивного потомства повышается при близко-родственных браках (умственно отсталых в 4 раза выше и составляет 16%). В родственных браках более вероятно присутствие в генотипах одинаковых рецессивных аллелей.

По статистике любой человек может быть гетерозиготным носителем 5-6 вредных рецессивных генов.

4. От больных родителей рождаются здоровые полностью дети, если второй здоров полностью. АА х аа→100% Аа

5.Одинаково часто болеют и женщины и мужчины.

По аутосомно-рецессивному типу передаются признаки (см таблицу) и около 780 болезней:.

1. Глухонемота (нарушение строения среднего уха)

2. Болезнь Вильсона – гепато-церебральная дистрофия (церроз печени, измен. ткани мозга, почек, роговицы)

3. Амавратическая семейная идиотия, детская форма Тея- Сакса .

4. Альбинизм

5. Ожирение

6. Талассемия (анемия крови)

7. Микрофтальмия (атрофия зрительного нерва)

8. Анемия серповидно-клеточная

9. Некоторые формы катаракты

10. Некоторые формы шизофрении

11. Микроцефалия

12. Синдром Винтера (аномалии среднего уха, агенезия почек, атрезия влагалища)

13.Синдром Меккеля (полидактилия, аном. глаз, расщепление нёба, двурогая матка двойственное строение нар. половых органов у мальчиков)

14.Энзимопатии (ферментопатии) - нарушение обмена веществ, их около 600

Фенилкетонурия. Галактоземия. Альбинизм. Мукополисахаридозы. Липидозы

Бол.Гоше. Муковисцедоз.

Наследование, сцепленное с полом.

Гены отвечающие за проявления признака находятся в Х- хром., или в У.

Х- сцепленное: гены находятся в Х хромосоме, у женщин их 2, у мужчин 1 (Х и У). Х больше чем У и есть участки которых нет в У, т.е У хромосома может не иметь части генов, которые несет Х хромосома.

В) Х- сцепленное- рецессивное (Х^а)

1. Ген в рецессивной форме, располагается в Х- хромосоме.

2. Чаще больны мужчины, т.к для этого достаточно 1 аллели, т.к. У не содержит данных генов и нечем подавить (а).

3. Для проявления признаков у женщин необходимо сочетания 2-х рецессивных аллелей Х^а Х^а (болезнь) это редко, обычно летальный исход.

Р Х ^а Х ^А х Х ^а У

F₁ Х^а Х ^а , Х^а У, Х ^АХ ^а, Х^А У

4. Чаще женщины носители Х ^АХ ^а, т.е не больны

5. Наследование признака происходит перекрестно от отца - дочери от матери сыновьям (и дочери).

Р ♀ Х ^А Х^а х ♂ Х^а У

F₁ Х ^АХ ^а Х ^аУ Х^А У Х^а Х^а (больн)

6. Сын никогда не наследует заболевание отца.

7. При браке здорового отца и гетерозиготной женщины (носительницы) вероятность рождения больного ребёнка (мальчика) 50% из мальчиков.

Р ♀Х^аХ^А х ♂Х^А У

F₁ Х^аХ^А Х^АУ Х^АХ^А Х^АУ

больн 25% из детей 50% из мальчиков

Известно около 100 заболеваний

1. Гемофилия (А и В) – несвертываемость крови на воздухе. У женщин единичные случаи (умирают) Х^а Х^а. Царские семьи.

2. Дальтонизм (3 формы) цветовая слепота

- протанопия слепота на красный цвет

- дейтеранопия зелёный

- тританопия синий

3.Гипохромная анемия

4.Форма ихтиоза

5.Мышечная дистрофия Дюшена (смерть до 20 лет)

6.Ангидрозная эктодермальная дисплазия (отсутствие потовых желёз)

7.Мукополисахаридоз 2 - бол.Хантера

8. Ангиокератома – заболевание кожи (пальцы ног и рук – темно-красные узелки почечная недостаточность, помутнение роговицы)

9.Мышечная дистрофия с контрактурой Дрейфуса (мышцы ног, контрактуры)

10.Болезнь Фабри (липидоз)- сосудистые пятна на губах, животе, ягодицах, половых органах.

Г) Х – сцепленное доминантное (Х^А)

1. Ген в доминантном состоянии, расположен в Х-хромосоме (Х^А)

2. Болеют и женщины и мужчины, но женщины в 2 раза чаще.

Х^АХ^А – Х^АХ^а больная женщина

Х^АУ- больной мужчина

Так как они получают Х^А от мамы и от отца:

Р Х^АХ^а х Х^АУ

F1 Х^АХ^А Х^АУ Х^аХ^А Х^аУ

Б Б Б З

3. Если болен только отец, то все его дочери будут больными, а сыновья здоровыми.

4. У здоровых родителей - дети здоровы.

5. Женщины страдают менее тяжело, если больны, так как обычно гетерозиготны (Х^АХ^а), чем мужчины.

Болезни немного

1.Витамин Д резистентный рахит (искривл. длинных труб. костей, суставы деформированы, без лечения дети не ходят. Низкое содержание фосфора в крови.

2.Цилиндроматоз

3.Отсутствие резцов в челюстях.

4.Синдром Штейна- Левенталя (поликистоз яичников, ожирение, бесплодие).

5.Фавизм – (примахиновая анемия после принятия некоторых препаратов примахин, фенацетин, сульфамид…) гемолиз эритроцитов.

6. Коричневая эмаль зубов.

7.Рото-лице –пальцевый синдром.

Д) У – сцепленное наследование.

Гены находятся в – У хромосоме, больны только мужчины, передача по мужским линиям.

1.Перепонки между пальцами на ноге 2 и 3 пальцем.

2.Гипертрихоз- волосатые уши.

3.Человек – «Дикообраз».