4. Резус-фактор.

В простейшем варианте резус-положительность доминирует над резус-отрицательностью и практически наследование Rh-фактора имитирует моногенное наследование. Однако, ряд исследований показывает, что система Rh определяется тремя антигенными факторами, которые детерминированы тремя тесно сцепленными генами, внутри аллельных пар которых действует полное доминирование, а при взаимодействии между ними проявляется “эффект положения”. Все это обусловливает разнообразие вариантов резус-антигенов и соответственно резус-несовместимости. Обозначаются эти гены буквами С,Д, Е. Но не все подробности наследования резус-фактора выяснены.

Если речь идет о наследовании вообще фенотипа Rh+ или Rh-, то этот вопрос решается просто, исходя из принципов моногенного наследования при полном доминировании.

Задача 1.

В семье родился резус - отрицательный ребенок.

Какие варианты фенотипов и генотипов по этому признаку могут быть у его родителей?

Решение задачи:

R - Rh+

r - Rh-

а) Rh- Rh-

Р rr х rr

r r

F rr

б) Rh+ Rh+

Р Rr х Rr

R, r R, r

F RR, Rr, Rr, rr.

в) Rh+ Rh-

Р Rr х rr

R, r r

F Rr, rr.

Задача 1.

Катаракта и полидактилия у человека обусловлены доминантными, тесно сцепленными генами. Однако, сцепленными могут быть не обязательно только гены указанных аномалий. Например, ген катаракты может быть сцеплен с геном нормального строения кисти и, наоборот, ген нормального строения хрусталика глаза - с геном полидактилии.

1. Женщина унаследовала катаракту от своей матери, а полидактилию от отца. Ее муж нормален в отношении обоих признаков. Чего скорее можно ожидать у их детей: одновременного проявления катаракты и полидактилии, отсутствия обоих признаков или наличия только одной аномалии?

2. Какое потомство можно ожидать в семье, где оба родителя гетерозиготны по обоим признакам?

Решение задачи:

А - катаракта,

а - N,

В - полидактилия,

в - N,

А А а а

В в, В, в

1. Р Аа х аа

вВ вв

Ав ав

аВ

F Аавв, ааВв - наличие только одной аномалии.

2. а) Р Аа х Аа

вВ вВ

Ав Ав

аВ аВ

F АаВв, АаВв - 50 % - обе аномалии;

ААвв - 25 % - с катарактой;

ааВВ - 25 % с полидактилией.

б) Р Аа х Аа

Вв Вв

АВ АВ

ав ав

F ААВВ, АаВв, АаВв, аавв:

75 % - обе аномалии - ААВВ, АаВв, АаВв;

25 % -  - аавв.

Задача 2.

Ген цветной слепоты и ген ночной слепоты - рецессивные, сцепленные с Х-хромосомой. Расстояние между этими двумя генами составляет 50 морганид.

Определите вероятность рождения детей одновременно с обеими аномалиями в семье, где жена имеет нормальное зрение, но ее мать страдает ночной слепотой, а отец - цветной слепотой. Муж ее нормален по обоим признакам.

Решение задачи:

D - N

d - дальтонизм,

А - N,

а - ночная слепота,

Х^АD - 50 %

Р Х^АdХ^аD х Х^АDY

Некроссоверные гаметы Х^Аd - 25 % Х^АD

Х^аD - 25 % Y

Кроссоверные гаметы Х^АD - 25 %

Х^аd - 25 %

F Х^аdY - 1/8 - 12,5 % - только мальчики.

Задача 3.

У человека локус резус-фактора сцеплен с локусом, определяющим форму эритроцитов, и находится от него на расстоянии 3-х морганид. Резус-положительность и эллиптоцитоз (ненормальная форма эритроцитов в виде эллипса) определяются доминантными аутосомными генами.

Один из супругов гетерозиготен по обоим признакам.При этом резус-положительность он унаследовал от одного родителя, а эллиптоцитоз - от другого. Второй супруг резус-отрицателен и имеет нормальные эритроциты. Определите процентное соотношение вероятных генотипов и фенотипов детей в семье.

Решение задачи:

R - Rh+

r - Rh-

В - эллиптоцитоз

в - N

R _{= 3 %}

В

Р R r х rrвв

в В rв

Некроссоверные гаметы Rв - 48,5 %

rВ - 48,5 %

Кроссоверные гаметы RВ - 1,5 %

rв - 1,5 %

F Rrвв, rrВв, RrВв, rrвв:

rrвв - 1,5 % - гомозигот рецессивных, фенотип - Rh-, N.

RrВв - 1,5 % - дигетерозигот, фенотип - Rh+, эллиптоцитоз.

Rrвв - 48,5 % - Rh+, N.

rrВв - 48,5 % - Rh-, эллиптоцитоз.

Задача 4.

У крыс темная окраска шерсти доминирует над светлой, а розовый цвет глаз - над красным.Оба признака сцеплены. В лаборатории от скрещивания розовоглазых темношерстных крыс с красноглазыми светлошерстными получено потомство: светлых красноглазых - 24, темных красноглазых - 25, светлых розовоглазых - 24, темных розовоглазых - 26.

Определите расстояние между генами, окраски шерсти и цвета глаз.

Пояснение к решению задачи:

для измерения расстояния между генами пользуются формулой:

_{Х =} а + с _{х 100 %,}

n

где Х - расстояние между генами, а - колличество кроссоверных форм первой группы, с - количетво кроссоверных форм второй группы, n - общее число потомков в данном опыте.

Решение задачи:

А - темн.

а - светл.

В - розов. гл.

в - красн.

А _{- ?}

В

_{Х =} 25 + 24 _{х 100 % = 49 %.}

25 + 24 + 24 + 26

Задача 5.

Гипоплазия эмали (тонкая зернистая эмаль, зубы светло-бурого цвета) наследуется как сцепленный с Х-хромосомой 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 задачи:

Х^В - гипопл.

Х^в - N.

Р Х^ВХ^в х Х^ВY

Х^В Х^В

Х^в Y

F Х^ВХ^В, Х^ВХ^в, Х^ВY, Х^вY.

25 % - только мальчики.

Задача 6.

Девушка, имеющая нормальное зрение, отец которой страдал цветной слепотой, выходит замуж за нормального мужчину, отец которого тоже страдал цветной слепо-той. Какое зрение можно ожидать у детей от этого брака?

Решение задачи:

Р Х^DХ^d х Х^DY

Х^D Х^D

Х^d Y

F Х^DХ^D, Х^DХ^d, Х^DY, Х^dY.

25 % - дальтоников, только мальчики.

Задача 7.

Ангидрозная эктодермальная дисплазия( отсутствие потоотделения, нарушение терморегуляции) передается как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой признак.

Нормальная женщина выходит замуж за мужчину, больного ангидрозной эктодермальной дисплазией. У них рождается больная девочка и здоровый сын. Определить вероятность рождения следующего ребенка без аномалий.

Решение задачи:

Х^а - диспл.

Х^А - N.

Р Х^АХ^а х Х^аY

Х^А Х^а

Х^а Y

F Х^АХ^а, Х^аХ^а, Х^АY, Х^аY.

50 %

Задача 8.

Если альбинизм определяется рецессивным аутосомным геном, а гемофилия рецессивным, сцепленным с Х-хромосомой геном, может ли быть мужчина гемофиликом и альбиносом одновременно?

Решение задачи:

Может - Х^hYаа.

Задача 9.

У человека есть наследственное аллергическое заболевание - геморрагический диатез, вызываемое рецессивным геном. Аллели этого гена сцеплены с Х-хромосомой и У-хромосомой. Определите какие дети будут в семье, где:

а) жена здорова, а муж болен;

б) жена здорова, но ее мать страдала геморрагическим диатезом.

Решение задачи:

Х^а - геморр. диат.

Y^а - геморр. диат.

Х^А - N

Y^А - N

а) 1. P Х^АХ^А х Х^аY^а

Х^А Х^а

Y^а

F Х^АХ^а, Х^АY^а - 100 % здоровы.

2. P Х^АХ^а х Х^аY^а

Х^А Х^а

Х^а Y^а

F Х^АХ^а, Х^АY^а - 50% здоровы;

Х^аХ^а, Х^а Y^а - 50% больны.

б) Р Х^АХ^а х Х^аY^а

Х^А Х^а

Х^а Y^а

F Х^АХ^а, Х^АY^а - 50% здоровы;

Х^аХ^а, Х^а Y^а - 50% больны.

Задача 10.

Если мужчина с цветной слепотой женится на нормальной женщине и они имеют двоих детей - нормальную дочь и сына с цветной слепотой, что можно сказать о генотипе матери?

Решение задачи:

Мать гетерозиготна - Х^DХ^d

Задача 11.

Отец и сын в семье гемофилики с карими глазами, а мать имеет нормальную свертываемость крови и голубые глаза. Можно ли сказать, что сын унаследовал все признаки от отца?

Решение задачи:

Нет: гемофилию через мать, карие глаза - отца.

Задача 12.

У человека псевдогипертрофическая мышечная дистрофия( смерть в 14-20 лет) в некоторых семьях зависит от рецессивного, сцепленного с полом гена. Болезнь зарегистрирована только у мальчиков. Почему? Если больные мальчики умирают до деторождения, то почему эта болезнь не элиминируется из популяций?

Решение задачи:

Болезнь не элиминируется, так как ген в Х-хромосоме; женщины - носители этого гена. Больные девочки не рождаются, т. к. неоткуда получить вторую Х-хромосому, мальчики умирают до деторождения.

Задача 13.

Мужчина, страдающий дальтонизмом и глухотой, женился на женщине, нормальной по зрению и хорошо слышащей. У них родился сын, глухой и дальтоник, и дочь дальтоник, но с хорошим слухом.

Определите вероятность рождения в этой семье дочери с обеими аномалиями, если известно, что дальтонизм и глухота передаются как рецессивные признаки, но дальтонизм сцеплен с Х-хромосомой, а глухота - аутосомный признак.

Решение задачи:

Х^D - N

Х^d - дальт.

А - N

а - глух.

Р Х^DX^dAa x X^dYaa

Х^DA X^dа

Х^Da Ya

X^dA

X^da

F X^dX^daa - 1/8 - 12,5 %.

Задача 14.

а) Пигментный ретинит (прогрессирующее снижение поля зрения и ночная слепота, нередко приводящая к полной слепоте) может наследоваться тремя путями: как аутосомный доминантный признак, как аутосомный рецессивный и как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой.

б) Впоследствии было установлено, что подобный локус есть не только в Х-, но и в Y-хромосоме.

Определите вероятность рождения больных детей в семье, где мать больна пигментным ретинитом и является гетерозиготной по всем трем парам генов, а муж здоров и гомозиготен:

а) по аутосомным генам;

б) по трем парам генов.

Решение задачи:

а) А - п.р.

а - N

В - N

в - п.р.

Х^r - п.р.

Х^R - N

б) Y^r - п.р.

Y^R - N

а) Р АаВвХ^RХ^r х ааВВХ^RY

АВХ^R аВХ^R

АВХ^r (аВY)

АвХ^R

АвХ^r

аВХ^R

(аВХ^r)

авХ^R

(авХ^r)

F 8/16 + 2/16 = 10/16  62 %

б) Р АаВвХ^RХ^r х ааВВХ^RY^R

АВХ^R аВХ^R

АВХ^r аВY^R

АвХ^R

АвХ^r

аВХ^R

аВХ^r

авХ^R

авХ^r

F 8/16 = 50 %

РАБОТА 1. Решение задач с использованием генеалогического метода.

Задача № 1.

Пробанд-юноша страдает дефектом ногтей и коленной чашечки. Этот синдром был и у отца пробанда, а мать была здорова. Дедушка пробанда по линии отца с синдромом, а бабушка здорова. Отец пробанда имеет четырех сестер и трех братьев. Из них два брата и две сестры с синдромом дефекта ногтей и коленной чашечки. Больной дядя пробанда женат на здоровой женщине и имеет двух дочерей и сына. Все они здоровы.

Определите тип наследования и вероятность появления детей с заболеванием в семье пробанда, если его супруга не будет страдать дефектом ногтей и коленной чашечки.

Решение.

Тип наследования - аутосомно-доминантный

Р Аа х аа

G А, а а

F Аа, аа - 50 %

Вероятность появления больных детей 50 %

Задача № 2.

Пробанд болен врожденной катарактой. Он состоит в браке со здоровой женщиной и имеет больную дочь и здорового сына. Отец пробанда болен катарактой, а мать здорова. Мать пробанда имеет здоровую сестру и здоровых родителей. Дедушка по линии отца пробанда болен, а бабушка здорова. Пробанд имеет по линии отца здоровых родную тетю и дядю. Дядя женат на здоровой женщине. Их три сына (двоюродные братья пробанда по линии отца) здоровы.

Определите тип наследования и вероятность рождения в семье дочери пробанда больных детей, если она выйдет замуж за гетерозиготного по катаракте этого типа мужчину.

Решение.

Тип наследования аутосомно-доминантный.

P Аа х Аа

G А, а А, а

F АА, Аа, Аа, аа

Вероятность рождения больных внуков 75 %.

Задача № 3.

Пробанд - здоровая женщина. Ее сестра также здорова, а два брата страдают дальтонизмом. Мать и отец пробанда,4-есетстры матери здоровы, мужья их также здоровы. О двоюродных сибсах со стороны матери пробанда известно: в одной семье один больной брат, две сестры и брат здоровы. В двух других семьях по одному больному брату и по одной здоровой сестре. В четвертой семье - одна здоровая сестра. Бабушка пробанда со стороны матери здорова, дед страдал дальтонизмом. Со стороны отца пробанда больных дальтонизмом не отмечено.

Определите тип наследования и вероятность рождения у пробанда больных дальтонизмом детей при условии, если она выйдет замуж за здорового мужчину.

Решение.

Тип наследования рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой. Может быть два варианта решения задачи, т.к. точно установить генотип пробанда нельзя. Возможен как гомозиготный генотип, так и гетерозиготный.

1. 2.

Р Х^DХ^d х Х^DY Р Х^DХ^D х Х^DY

G Х^D, Х^d Х^D, Y G Х^D Х^D, Y

F Х^DХ^D; Х^DY; Х^DХ^d; Х^dY F Х^DХ^D; Х^DY

Ответ: в случае, если пробанд гетерозиготна, вероятность рождения больных детей составит 25 % и будут болеть только мальчики. Если же пробанд не является носителем гена дальтонизма, все дети будут здоровы.

Задача № 4.

Пробанд - здоровая женщина имеет четырех братьев, два из которых больны алкаптонурией (отсутствие фермента, окисляющего гомогентизиновую кислоту). Мать пробанда здорова и имеет двух здоровых братьев. Отец пробанда болен алкаптонури-ей и является двоюродным братом жены. У него есть здоровый брат и здоровая сестра. Бабка по линии отца была больной и состояла в браке со своим двоюродным здоровым братом. Бабка и дед по линии матери здоровы.

Определите тип наследования и вероятность рождения больных детей в семье пробанда при условии, если она выйдет замуж за здорового мужчину, мать которого страдала алкаптонурией.

Решение.

Тип наследования аутосомно-рецессивный. Заболевание проявляется в каждом поколении из-за двух родственных браков.

P Аа х Аа

G А, а А, а

F АА, Аа, Аа, аа

Риск рождения больного ребенка равен 25 %.

Задача № 5.

В медико-генетическую консультацию обратилась здоровая женщина, которая имеет брата и сестру. Брат страдает ангидрозной эктодермальной дисплазией (отсутствие потоотделения, части зубов и нарушение терморегуляции) и женат на здоровой женщине, с которой имеет двух здоровых дочерей. Сестра и родители пробанда здоровы. Однако по линии матери указанная патология была у бабки пробанда, вышедшей замуж за здорового мужчину, а также у двоих братьев матери пробанда. Единственная сестра матери пробанда была здоровой.

Определите тип наследования и вероятность рождения больных детей у пробанда, если она выйдет замуж за здорового мужчину.

Решение.

Тип наследования рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой.

Может быть два варианта решения, т.к. точно установить генотип пробанда нельзя. Пробанд может быть здоровым носителем гена ангидрозной дисплазии, т.е. гетерозиготным, но может быть и здоровым гомозиготным.

1. 2.

Р Х^АХ^а х Х^АY Р Х^АХ^А х Х^АY

G Х^А, Х^а Х^А, Y G Х^А Х^А, Y

F Х^АХ^А; Х^АY; Х^АХ^а; Х^аY - 25 % F Х^АХ^А; Х^АY - 0 %

Задача № 6.

В четвертом поколении семьи, проживающей на изолированных островах в Норвегии, в семьях трех двоюродных сибсов родилось шестеро детей, больных фенилкетонурией, двое из которых умерли рано.

Пробанд - здоровый мужчина, у которого в браке со здоровой женщиной родилось шестеро детей - три мальчика и три девочки. Две девочки больны фенилкетонурией, одна из них умерла рано. Жена здорова, о ее родителях информации нет. Сестра пробанда, его родители, дедушка и бабушка по линии отца здоровы.

Тетя пробанда по линии отца имела здорового мужа и двух здоровых детей: мальчика и девочку.

Сестра пробанда вышла замуж за своего двоюродного сибса со стороны тети. В семье родилось трое детей - два мальчика и девочка, один мальчик болен.

После развода с тетей ее муж женился на здоровой женщине, у них родилось четверо детей - три дочери и сын. Самой младшей родилась дочь, которая вышла замуж за здорового мужчину. В этой семье родилось девять детей - четыре девочки и пятеро мальчиков. Два сына и дочь больны, один больной сын умер рано.

Составить родословную, определить тип наследования и генотипы членов семьи по гену фенилкетонурии.

Тип наследования аутосомно-рецессивный.

РАБОТА 1. Решение задач с использованием популяционно- статистического метода.