Признаки сцепленные с x хромосомой

Содержание
  1. Хромосомная теория
  2. Группы сцепления
  3. Сцепление генов
  4. Пример решения генетической задачи №1
  5. Пример решения генетической задачи №2
  6. Наследование, сцепленное с полом
  7. Пример решения генетической задачи №3
  8. Пример решения генетической задачи №4
  9. Пример решения генетической задачи №5
  10. Х-сцепленное наследование
  11. Что такое Х-сцепленное наследование?
  12. Х-сцепленное доминантное наследование
  13. Каким образом наследуются Х-сцепленные заболевания?
  14. Что происходит в том случае, если пациент является первым в семье, у кого выявлено данное заболевание?
  15. Тест на определение носительства и пренатальная диагностика (тест во время беременности)
  16. Другие члены семьи
  17. Что важно помнить
  18. Тема 6. Генетика пола – Электронные пособия для студентов-ветеринаров
  19. Наследование признаков, сцепленных с полом
  20. Существуют также признаки, ограниченные и контролируемые полом. Ограниченные: молочность или яйценоскость (гены этих признаков несут и самцы, но проявление их подавлено). Контролируемые: тип рогатости у овец дорсетхорн доминантный у самцов, рецессивный у самок. У овец развитие рогов определяется доминантным геном.  Но доминирует этот ген только у самцов
  21. Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом. Взаимодействие генов. Генотип как целостная система. Генетика человека
  22. Наследование признаков, сцепленных с полом
  23. Взаимодействие генов
  24. Типы взаимодействия неаллельных генов
  25. Типы взаимодействия аллельных генов
  26. Генотип как целостная система
  27. Генетика человека
  28. Урок 15. сцепленное наследование генов – Биология – 10 класс – Российская электронная школа
  29. Решение задачи на определение вероятности рождения здоровый и больных детей

Хромосомная теория

Признаки сцепленные с x хромосомой

Концепция данной теории заключается в том, что передача наследственной информации в ряду поколений осуществляется путем передачи хромосом, в которых в определенной линейной последовательности расположены гены.

Данная теория была сформулирована в начале XX века. Значительный вклад в ее развитие внес американский генетик Томас Морган.

Рекомендую осознать и запомнить следующие положения хромосомной теории:

  • Гены расположены в хромосомах в линейном порядке
  • Каждый ген занимает в хромосоме определенное место – локус
  • Гены, расположенные в одной хромосоме, образуют группу сцепления
  • Сцепление генов может нарушаться в результате кроссинговера
  • Частота кроссинговера между генами прямо пропорциональна расстоянию между ними
  • Расстояние между генами измеряется в морганидах (1 морганида – 1% кроссинговера)

Группы сцепления

В предыдущей статье были раскрыты суть и применение в задачах III закона Менделя, закона независимого наследования, в основе которого лежат гены, расположенные в разных хромосомах. Но что если гены лежат в одной хромосоме? Такие гены образуют группу сцепления, в этом случае говорят о сцепленном наследовании.

Группа сцепления – совокупность всех генов, расположенных в одной хромосоме, вследствие чего они наследуются совместно. Число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом: у женщины 23 группы сцепления (23 пара – половые хромосомы XX), а у мужчины – 24 группы сцепления (X и Y представляют собой две отдельные группы).

Сцепление генов

Томас Морган в своих экспериментах изучал наследование признаков плодовых мушек дрозофил: серый (A) – черный (a) цвет тела, длинные (B) – зачаточные (b) крылья. В первом эксперименте Морган скрестил чистые линии плодовых мушек: серых с длинными крыльями (AABB) и черных с зачаточными (aabb).

Только что вы видели первый закон Менделя (единообразия) в действии, правда, в несколько ином варианте – при дигибридном скрещивании. Но суть та же: в первом поколении все особи получаются единообразны по исследуемому признаку, с генотипом AaBb – с серым телом и длинными крыльями.

Далее Морган применил анализирующее скрещивание. Полученную в первом поколении дигетерозиготу (AaBb) он скрестил с черной особью с зачаточными крыльями (aabb). Результат весьма удивил Моргана и его коллег: помимо потомства с ожидаемыми фенотипами (серое тело + длинные крылья, черное тело + зачаточные крылья) были получены особи со смешанными признаками.

Потомство со смешанными признаками подразумевает под собой особи Aabb (серое тело + зачаточные крылья) и aaBb (черные тело + длинные крылья). Но откуда они могли взяться, если гены A и B находятся в одной хромосоме? Значит, образовались еще какие-то дополнительные гаметы, помимо AB и ab?

Объясняя полученные в потомстве фенотипы, которые содержали смешанные признаки, Томас Морган пришел к выводу, что между гомологичными хромосомами произошел кроссинговер, в результате которого образовались гаметы Ab, aB – кроссоверные гаметы.

Очевидно, что в данном случае расстояние между генами A и B было 17 морганид, так как каждой кроссоверной гаметы (соответственно и особей) образовалось по 8.5%. Не забывайте, что процент кроссинговера равен расстоянию между генами. Поскольку расстояние было 17 морганид = 17%, то на каждую из кроссоверных гамет приходится половина – 8.5%

Пример решения генетической задачи №1

“Катаракта и полидактилия у человека обусловлены доминантными аутосомными генами, расположенными в одной хромосоме. Гены полностью сцеплены. Какова вероятность родить здорового ребенка в семье, где муж нормален, жена гетерозиготна по обоим признакам, мать жены также страдала обеими аномалиями, а отец был нормален”.

Очень важно обратить внимание на то, что “гены полностью сцеплены” – это говорит об отсутствии кроссинговера, и то, что мы заметили это, обеспечивает верное решение задачи.

Самое главное, что вам следует усвоить: поскольку гены полностью сцеплены (кроссинговер отсутствует), женщина с генотипом AaBb может образовать только два типа гамет – AB, ab. Кроссоверные гаметы (Ab, aB) не образуются. Всего возможных генотипов потомков получается два, из которых здоров только один – aabb. Шанс родить здорового ребенка в такой семье ½ (50%).

Пример решения генетической задачи №2

“Гены доминантных признаков катаракты и эллиптоцитоза локализованы в 1-й аутосоме. Гены неполностью сцеплены. Женщина, болеющая катарактой и эллиптоцитозом, отец которой был здоров, выходит замуж за здорового мужчину. Определите возможные фенотипы потомства и вероятность рождения больного обеими аномалиями ребенка в этой семье”.

Ключевые слова в тексте этой задачи, на которые следует обратить внимание: “гены неполностью сцеплены”. Это означает, что между ними происходит кроссинговер.

Генотип женщины остается неясен из текста задачи. Раз она больна, то он может быть: AaBb, AABB, AABb, AaBB. Однако в тексте дано то, что развеет сомнения: “отец которой был здоров”. Если ее отец был здоров, то его генотип был aabb, значит он передал дочери гамету ab. Теперь становится очевидно, что генотип дочери AaBb – она дигетерозиготна.

В данном случае между генами A и B произошел кроссинговер, их сцепление нарушилось. В результате образовались кроссоверные гаметы Ab, aB – которые привели к образованию особей с со смешанными признаками (Aabb, aaBb). Вероятность рождения в этой семье ребенка, больного обеими аномалиями, составляет ¼ (25%).

Наследование, сцепленное с полом

Половые хромосомы X и Y определяют пол человека. Генотип XX характерен для женщин, а XY – для мужчин. Мужская Y-хромосома не содержит аллелей многих генов, которые есть в X-хромосоме, вследствие этого наследственными заболеваниями, сцепленными с полом, чаще болеют мужчины.

Природа, несомненно, бережет женских особей.

Женщины имеют две гомологичные хромосомы XX, и если ген наследственного заболевания попал в одну из X-хромосом, то чаще всего в другой X-хромосоме окажется “здоровый” ген, доминантный, которой подавит действие рецессивного гена. С генетической точки зрения, женщина будет носительницей заболевания, может его передать по поколению, но сама болеть не будет.

У мужчин если ген заболевания оказался в X-хромосоме, то не проявиться он не может. Именно по этой причине мужчины чаще страдают дальтонизмом, гемофилией и т.д.

Не у всех организмов особь мужского пола характеризуется набором хромосом XY, а женского – XX. У пресмыкающихся, птиц, бабочек женские особи имеют гетерогаметный пол- XY, а мужские – XX. То же самое относится к домашним курам: петух – XX, курица – XY.

Решим несколько задач по теме наследования, сцепленного с полом. Речь в них будет идти о сцепленных с полом признаками – признаками, гены которых лежат не в аутосомах, а в гетеросомах (половых хромосомах).

Пример решения генетической задачи №3

“Рецессивный ген дальтонизма располагается в X-хромосоме. Женщина с нормальным зрением (отец был дальтоник) выходит замуж за мужчину с нормальным зрением, отец которого был дальтоником. Определите возможные фенотипы потомства”.

Подробности о родословной важны и помогают заполнить белые пятна. Если отец женщины был дальтоником (XdY), то очевидно, что он передал ей хромосому Xd, так как от отца дочери всегда передается X-хромосома.

Значит женщина гетерозиготна по данному признаку, а у мужчины возможен лишь один вариант здорового генотипа – XDY. То, что его отец был дальтоником несущественно, ведь отец всегда передает сыну Y-хромосому.

Возможные фенотипы потомства:

  • XDXD – здоровая девочка
  • XDXd – девочка носительница рецессивного гена дальтонизма
  • XDY – здоровый мальчик
  • XdY – мальчик, который болен дальтонизмом

Пример решения генетической задачи №4

“Гипоплазия зубной эмали наследуется как сцепленный с X-хромосомой доминантный признак, шестипалость – как аутосомно-доминантный. В семье, где мать шестипалая, а у отца гипоплазия, родился пятипалый здоровый мальчик. Напишите генотипы всех членов семьи по данным признакам. Возможно ли у них рождение ребенка с двумя аномалиями одновременно?”

Ответ на вопрос: “Каковы генотипы матери и отца?” – лежат в потомстве. Пятипалый здоровый мальчик имеет генотип aaXbY. Чтобы сформировался такой генотип, от матери должна прийти гамета aXb, а от отца – aY. Выходит, что единственно возможный генотип матери – AaXbXb, а генотип отца – aaXBY.

Рождение ребенка с двумя аномалиями возможно – AaXBXb, вероятность такого события ¼ (25%).

Пример решения генетической задачи №5

“Рецессивные гены, кодирующие признаки дальтонизма и гемофилии, сцеплены с X-хромосомой. Мужчина, больной гемофилией, женится на здоровой женщине, отец который был дальтоником, но не гемофиликом. Какое потомство получится от брака их дочери со здоровым мужчиной?”

Генотип мужчины вопросов не вызывает, так как единственный возможный вариант – XhDY. Генотип женщины дает возможность узнать ее отец (XHdY), который передал ей гамету XHd (отец всегда передает дочке X хромосому, а сыну – Y), следовательно, ее генотип – XHDXHd

Как оказалось, возможны два варианта генотипа дочери: XHDXhD, XHdXhD. Генотип здорового мужчины XHDY. Следуя логике задачи, мы рассмотрим два возможных варианта брака.

Не забывайте, что на экзамене схема задачи не является ответом. Ответ начинается только после того, как вы напишите слово “Ответ: …”. В ответе должны быть указаны все фенотипы потомства, их описание, что возможно покажется рутинными при большом числе потомков, но весьма приятным, если вы верно решили задачу и получили за нее заслуженные баллы :)

Источник: https://studarium.ru/article/127

Х-сцепленное наследование

Признаки сцепленные с x хромосомой

Данная брошюра содержит информацию о том, что такое Х-сцепленное наследование и каким образом наследуются Х-сцепленные заболевания.

Что такое гены и хромосомы?

Наше тело состоит из миллионов клеток. Большинство клеток содержат полный набор генов. У человека тысячи генов. Гены можно сравнить с инструкциями, которые используются для контроля роста и согласованной работы всего организма. Гены отвечают за множество признаков нашего организма, например, за цвет глаз, группу крови или рост.

Рисунок 1: Гены, хромосомы и ДНК

Гены расположены на нитевидных структурах, называемых хромосомами. В норме, в большинстве клеток организма содержится по 46 хромосом. Хромосомы передаются нам от родителей – 23 от мамы, и 23 от папы, поэтому мы часто похожи на своих родителей.

Таким образом, у нас два набора по 23 хромосомы, или 23 пары хромосом. Так как на хромосомах расположены гены, мы наследуем по две копии каждого гена, по одной копии от каждого из родителей.

Хромосомы (следовательно, и гены) состоят из химического соединения, называемого ДНК.

Рисунок 2: 23 пары хромосом, распределенные по размеру; хромосома под номером 1 – самая большая. Две последние хромосомы – половые.

Хромосомы (см. Рисунок 2), пронумерованные от 1 до 22, одинаковые у мужчин и у женщин. Такие хромосомы называют аутосомами. Хромосомы 23-й пары различны у женщин и мужчин, и их называют половыми хромосомами. Есть 2 варианта половых хромосом: Х-хромосома и Y-хромосома.

В норме у женщин присутствуют две Х-хромосомы (ХХ), одна из них передается от матери, другая – от отца. В норме у мужчин присутствуют одна X-хромосома и одна Y-хромосома (XY), при этом Х-хромосома передается от матери, а Y-хромосома – от отца.

Так, на Рисунке 2 изображены хромосомы мужчины, так как последняя, 23-я, пара представлена сочетанием XY.

Иногда в одной копии гена возникает изменение (мутация), которое нарушает нормальную работу гена. Такая мутация может привести к развитию генетического (наследственного) заболевания, так как измененный ген не передает нужную информацию для организма. Х-сцепленные заболевания обусловлены изменениями в генах Х-хромосомы.

Что такое Х-сцепленное наследование?

Х-хромосома содержит многие из генов, которые очень важны для роста и развития организма. Y-хромосома намного меньше по размеру и содержит меньше генов.

Как известно, у женщин две Х-хромосомы (ХХ), поэтому в случае, если одна копия гена на Х-хромосоме изменена, то нормальная копия на второй Х-хромосоме может компенсировать функцию измененной. В этом случае женщина, как правило, является здоровой носительницей Х-сцепленного заболевания.

Носителем называют человека, у которого отсутствуют признаки заболевания, но имеется измененная копия гена. В некоторых случаях у женщин могут присутствовать умеренно выраженные проявления заболевания.

У мужчин присутствуют одна Х и одна Y хромосомы, поэтому в случае, когда одна копия гена на Х-хромосоме изменена, нормальная копия гена для компенсации функции отсутствует.

Это означает, что такой мужчина будет болен. Заболевания, которые наследуются вышеописанным образом, называются Х-сцепленными рецессивными.

Примерами таких заболеваний являются гемофилия, мышечная дистрофия Дюшенна и синдром фрагильной Х-хромосомы.

Х-сцепленное доминантное наследование

Большинство Х-сцепленных заболеваний являются рецессивными, однако в редких случаях Х-сцепленные заболевания наследуются как доминантные. Это означает, что если у женщины будет одна измененная и одна нормальная копии гена, то этого будет достаточно, чтобы заболевание проявилось.

Если мужчина унаследовал измененную копию гена Х-хромосомы, то у него проявится заболевание, так как у мужчин только одна Х-хромосома. У больных женщин вероятность рождения больного ребенка составляет 50% (1 из 2), и она одинакова для дочерей и сыновей.

У больного мужчины все дочери будут больны, а все сыновья будут здоровы.

Каким образом наследуются Х-сцепленные заболевания?

Если у женщины-носительницы сын, то она может ему передать либо Х-хромосому с нормальной копией гена, либо Х-хромосому с измененной копией гена.

Таким образом, каждый сын имеет шанс 50% (1 из 2) унаследовать измененную копию гена и заболеть.

В то же время существует такой же шанс – 50% (1 из 2), что сын унаследует нормальную копию гена, и в этом случае у него не будет заболевания. Эта вероятность одинакова для каждого сына (Рис. 3).

Если у женщины-носительницы дочь, она передаст либо Х-хромосому с нормальной копией гена, либо Х-хромосому с измененной копией.

Таким образом, каждая дочь имеет шанс 50% (1 из 2) унаследовать измененную копию гена, в этом случае она будет носительницей, как и ее мать.

С другой стороны, существует такой же шанс – 50% (1 из 2), что дочь унаследует нормальную копию гена, и в этом случае она будет здорова и не будет являться носительницей (Рис. 3).

Рисунок 3: как Х-сцепленные рецессивные заболевания передаются от женщин-носительниц

Рисунок 4: как Х-сцепленные рецессивные заболевания передаются от больных мужчин

Если у мужчины, больного Х-сцепленным заболеванием, дочь, то он всегда передаст ей измененную копию гена. Это связано с тем, что у мужчин есть только одна Х-хромосома, и они всегда передают ее своим дочерям. Таким образом, все его дочери будут носительницами (Рис. 4). Как правило, дочери здоровы, но у них есть риск рождения больных сыновей.

Если у мужчины, больного Х-сцепленным заболеванием, сын, то он никогда не передаст ему измененную копию гена. Это связано с тем, что мужчины всегда передают своим сыновьям Y-хромосому (если же они передают Х-хромосому, у них будет дочь). Таким образом, все сыновья мужчины, больного Х-сцепленным заболеванием,будут здоровы (Рис. 4).

Что происходит в том случае, если пациент является первым в семье, у кого выявлено данное заболевание?

Иногда ребенок с Х-сцепленным генетическим заболеванием может быть первым в семье, у кого выявлено данное заболевание. Это может объясняться тем, что в сперматозоиде или яйцеклетке, из которых развился данный ребенок, произошла новая мутация (изменение) в гене.

В этом случае ни один из родителей ребенка не будет носителем заболевания. Вероятность рождения у этих родителей другого ребенка с таким же заболеванием очень мала. Однако, больной ребенок, у которого появился измененный ген, в будущем может передать его своим детям.

Тест на определение носительства и пренатальная диагностика (тест во время беременности)

Для людей, у которых есть семейный анамнез Х-сцепеленного рецессивного наследственного заболевания, существует несколько возможностей для обследования. Анализ на выявление носительства может быть проведен у женщин с целью определения, являются ли они носительницами мутаций (изменений) в определенном гене Х-хромосомы.

Эта информация может оказаться полезной при планировании беременности.

Для некоторых Х-сцепленных заболеваний возможно проведение пренатальной диагностики (то есть, диагностики во время беременности) для определения, унаследовал ли ребенок заболевание (более подробная информация представлена в брошюрах «Биопсия ворсин хориона» и «Амниоцентез»).

Другие члены семьи

Если кто-то в Вашей семье болен Х-сцепленным заболеванием или является носителем, возможно, Вы захотите обсудить это с другими членами Вашей семьи.

Это предоставит возможность женщинам в Вашей семье, при желании, пройти обследование (специальный анализ крови) для определения, являются ли они носительницами заболевания.

Эта информация также может быть важна для родственников при диагностике заболевания. Это может быть особенно важно для тех родственников, у которых есть или будут дети.

Некоторым людям может оказаться сложно обсуждать свое генетическое заболевание с другими членам семьи. Они могут бояться причинить беспокойство членам семьи. В некоторых семьях люди из-за этого испытывают сложности в общении и теряют взаимопонимание с родственниками.

Врачи-генетики, как правило, имеют большой опыт в решении подобных семейных ситуаций и могут помочь Вам в обсуждении проблемы с другими членами семьи.

Что важно помнить

  • Женщины-носительницы Х-сцепленного заболевания имеют вероятность 50% передать своим детям измененную копию гена. Если измененную копию от матери наследует сын, то он будет болен. Если измененную копию от матери наследует дочь, то она будет носительницей заболевания, как и ее мать.
  • Мужчина с Х-сцепленным рецессивным заболеванием всегда передает измененную копию гена своей дочери, и она будет носительницей. Однако, если это Х-сцепленное доминантное заболевание, то его дочь будет больна. Мужчина никогда не передает измененную копию гена своему сыну.
  • Измененный ген нельзя исправить – он остается измененным на всю жизнь.
  • Измененный ген не заразен, например, его носитель может быть донором крови.
  • Люди часто испытывают чувство вины в связи с тем, что в их семье есть генетическое заболевание. Важно помнить, что это не является чьей-либо виной или следствием чьих-либо действий.

Источник: http://www.dnalab.ru/need-to-know/x-linked-inheritance

Тема 6. Генетика пола – Электронные пособия для студентов-ветеринаров

Признаки сцепленные с x хромосомой

Конспект лекции

Самки млекопитающих имеют две крупных Х-хромосомы (XX – гомогаметный пол), а самцы – одну Х-хромосому и одну Y-хромосому (XY – гетерогаметный пол). Следует иметь в виду, что у некоторых представителей животного мира распределение половых хромосом иное. У млекопитающих ХХ – особи женского пола, ХУ – мужского. У птиц  – наоборот. Подробнее – в таблице.

 Группы самцы самки
Млекопитающие, большинство членистоногихXY XX
 Птицы, пресмыкающиеся, часть земноводныхXX   XY  
 Некоторые насекомые XX  или X0 X0  или XX
 Некоторые  рыбы XX или XYXY или XX  

На фото – половые хромосомы, мелкая – Y, крупная – X

На ранних стадиях эмбрионального развития у самок млекопитающих транскрибируются обе Х-хромосомы. Затем во всех клетках (кроме тех, из которых разовьются яичники и яйцеклетки) случайным образом происходит инактивация одной из двух Х-хромосом.

Конденсированная (неактивная) Х-хромосома под микроскопом видна в ядрах соматических клеток самок в виде особой структуры, называемой тельцем Барра. Таким образом, в женских и мужских клетках содержится по одной активной Х-хромосоме.

Это обусловливает одинаковый уровень экспрессии генов Х-хромосомы в мужском и женском организмах. 

На рисунке – тельце Барра (инактивированная Х-хромосома) в эпителиальной клетке женской особи.

Способ образования пола 

У млекопитающих – сингамный (определяется в момент оплодотворения); прогамный – у птиц, т..к. в спермиях 1 хромосома, то пол определяется при первом редукционном делении мейоза на стадии овоцита; эпигамное определение пола – после оплодотворения под влиянием условий внешней среды – у морского червя. 

Наследование признаков, сцепленных с полом

Сцепленными с полом называются признаки, гены которых расположены не в аутосоме (неполовой хромосоме), а в гетеросоме (половой хромосоме).

Схема решения задач на наследование признаков, сцепленных с полом, иная, чем на аутосомное моногибридное скрещивание.

В случае, если ген сцеплен с Х-хромосомой, он может передаваться от отца только дочерям, а от матери в равной степени и дочерям, и сыновьям.

Если ген сцеплен с Х-хромосомой и является рецессивным, то у самки он проявляется только в гомозиготном состоянии. У самцов второй Х-хромосомы нет, поэтому такой ген проявляется всегда.

При решении задач этого типа используются не символы генов (АаВb), как при аутосомном наследовании, а символы половых хромосом XY с указанием локализованных в них генов ().

Аномалии, сцепленные с полом, чаще контролируются рецессивными генами, локализованы в Х-хромосоме и проявляются при генотипе ХY (т.е. у самцов млекопитающих и самок птиц).

Существуют также признаки, ограниченные и контролируемые полом. Ограниченные: молочность или яйценоскость (гены этих признаков несут и самцы, но проявление их подавлено). Контролируемые: тип рогатости у овец дорсетхорн доминантный у самцов, рецессивный у самок. У овец развитие рогов определяется доминантным геном.  Но доминирует этот ген только у самцов

Вспомните школьный материал о наследовании признаков, сцепленных с полом


Патология кариотипа по половым хромосомам.

Синдром Клайнфельтера – ХХУ (у животных внешние признаки мужского пола, стерильность).

Синдром Тернера – ХО (фенотип женский, особи  маложизнеспособны, стерильны).

Фримартинизм наблюдается у 95% телок, рождаемых в двойне с бычком. (мужской экстерьер, недоразвитие матки). Причина возникновения: гормональное воздействие, а также химеризм по половым хромосомам, возникающий во время обмена кровью между плодами. Химера имеет в организме клетки с разным генотипом, в данном случае ХУ/ХХ.

Ранняя диагностика патологии кариотипа по половым хромосомам осуществляется по методу Барра. В некоторых женских соматических клетках между делениями образуются глыбки хроматина (тельца Барра), представляющая собой одну из двух Х-хромосом.

В норме у женских особей  образуется 1 тельце, у мужских – отсутствует. Если у особей с женским фенотипом обнаружено 2 и более таких телец, можно предполагать патологию кариотипа ХХХ.

У мужских особей наличие тельца Барра свидетельствует о синдроме Клайнфельтера (ХХУ).

Ранняя диагностика пола.  У КРС – цитогенетический анализ эмбриональных клеток. У птиц иногда используют явление сцепленного с полом наследования окраски. У цыплят определение пола в раннем возрасте весьма затруднительно, поэтому для облегчения определения пола скрещивают кур с такими генотипами, при которых можно четко узнать пол потомка. 

Регуляция соотношения полов.  В молочном скотоводстве предпочтительнее рождение телок, в мясном – бычков. Разделяют сперму на 2 фракции (центрифугированием, электрофорезом и др. методами), т.к. сперматозоиды с Х или У-хромосомой имеют различные физические свойства и используют их при искусственном оплодотворении.

Иногда фракциями иммунизируют коров – тогда они вырабатывают антитела, например, на сперму, несущую У-хромосому, и выживают только ХХ-зародыши.  Партеногенез – развитие без оплодотворения из мужских или женских гамет. (Опыты с тутовым шелкопрядом – коконы самцов дают больше шелковой нити).

Возможна селекционная работа, направленная на создание линий с высокой предрасположенностью к партеногенезу у птиц.

Задача 1. Окрас у лисиц сцеплен с полом. Чернобурый доминирует над рыжим. Определите пол лисят. 

Задача 2. Окрас оперения у кур является признаком, сцепленным с полом. Пользуясь изображенными на рисунке схемами скрещивания, определите, какой из аллелей доминантен. Запишите схемы, используя буквенные обозначения. 

Задача 3. Из всех изученных млекопитающих только у кошек и у сирийских хомячков есть ген orange — сцепленный с полом ген, влияющий на цвет шерсти. Один аллель этого гена — О — блокирует синтез черного пигмента эумеланина; другой — о — не блокирует. Там, где блокирован синтез черного пигмента, синтезируется красный пигмент феомеланин.

 В каждой клетке зародыша работает либо один, либо другой аллель, поскольку спустя несколько дней после оплодотворения одна из Х-хромосом у кошки инактивируется, т.е. перестает «работать» на заложенный в ней окрас (О или о). На данной стадии эмбрион уже состоит из нескольких клеток.

Однажды лишившись активности, X-хромосома остается такой навсегда, как и клетки — ее производные (это явление относится к эпигенетике, см тему 2). В 1961 г. Мери Лайон и Лиан Рассел независимо друг от друга предположили, что инактивация одной из Х-хромосом в соматических клетках происходит случайным образом.

У черепаховых кошек, согласно гипотезе Лайон, черные и рыжие пятна появляются из-за того, что в клетках этих пятен инактивированы разные Х-хромосомы. Таким образом, по мере роста эмбриона образуется мозаика клеток «О» и «о», что во взрослой особи становится рисунком красного («О») и черного («о») окрасов.

 Черепаховая кошка — настоящее «лоскутное одеяло».

а) В результате скрещивания черного кота с черепаховой кошкой родился рыжий котенок. Каков его пол?

б) Иногда, хотя и очень редко, рождаются черепаховые коты. Напишите генотип такого кота.

Задача 5. На каком из снимков (a, b, c) виден химеризм при фримартинизме (в лейкоцитах помечена Y хромосома)

Задачи для самостоятельного решения

  1. У коз длинные рога – доминантный признак, признак сцеплен с полом. От длиннорогого козла и короткорогой козы родилось 2 длиннорогих и 2 короткорогих козленка. Определить пол козлят. 
  2. Полосатость у кошек доминирует над гладким окрасом, признак сцеплен с полом. Длинный хвост – доминантный аутосомный признак.

    Какое потомство следует ожидать от скрещивания полосатого короткохвостого кота с дигетерозиготной полосатой длиннохвостой кошкой? 

  3. У кур ген окраски сцеплен с полом: аллель золотистости рецессивный, серебристости – доминантный.

    У цыплят определение пола в раннем возрасте весьма затруднительно, поэтому для облегчения определения пола скрещивают кур с такими генотипами, при которых можно четко узнать пол потомка. Проведите такое скрещивание.

  4. У кошек гены, определяющие окраску шерсти, сцеплены с полом. Рыжий окрас доминирует над черным, гетерозиготы имеют черепаховый окрас.

    Черная кошка принесла 4 котят, один из которых имеет черепаховый окрас, а три – черный. Какую окраску шерсти имеет отец котят? Какого пола черные котята? 

  5. Ниже есть анимация, где сказано, что у кошек черный окрас доминирует над рыжим. Имеет ли это принципиальное значение в данном случае?
  6. У кур сцепленный с полом ген А в рецессивном состоянии имеет летальное действие.

    Какая часть потомства погибнет, если скрестить курицу с гетерозиготным петухом?

  7. У хомячков белый окрас доминирует над пятнистым, признак сцеплен с полом. Длинноухость – доминантный аутосомный признак.

    Какое потомство следует ожидать от скрещивания белого короткоухого самца с пятнистой длинноухой самкой?

  8. Петуха с желтыми ногами скрещивали с курицей, имеющей зеленыеноги. В F1 петушки и курочки имели желтые ноги, а в F2 152 курочки и петушкаимели желтые ноги и 49 курочек – зеленые. Как наследуется признак? Определитегенотипы исходных особей.

    Какое расщепление ожидается в F2 обратногоскрещивания?

  9. Белые самцы аквариумной рыбкимедаки скрещены с красными самками. В F1 самки и самцы имели красную окраску. ВF2 появились 117 красных самцов и самок и 43 белых самца. В обратномскрещивании белых самок с красными самцами в F1 получено 197 белых самцов и 130красных самок.

    Как наследуется признак? Каковы генотипы родителей? Какоерасщепление ожидается в F2 обратного скрещивания среди 200 потомков?

  10. Во Франции Дрие обнаружил трехбесшерстных телят. Все они самцы. Родителями двух из них были нормальные короваи бык. У них еще была нормальная телка.

    Третий бесшерстный самец родился отвозвратного скрещивания нормальной телки с ее нормальным отцом, от которого сдругими неродственными коровами было получено 180 нормальных телят. Можно лиопределить, как наследуется бесшерстность. Напишите генотипы всех животных. Какпроверить предположение?

  11. Пользуясь для наглядности анимацией “Радуга окрасов”, предположите, какое потомство может быть у 
  • а) рыжей кошки и черного кота “арлекин”,  
  • б) черепаховой кошки “арлекин” и черного кота (белопятнистость не сцеплена с полом).

Источник: https://www.sites.google.com/site/nevidimova/genetika/genetika-pola

Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом. Взаимодействие генов. Генотип как целостная система. Генетика человека

Признаки сцепленные с x хромосомой

Половая принадлежность каждой из особи живых существ имеет особый комплекс признаков, которые определяются генами, находящимися внутри соответствующих хромосом.

Хромосомы в человеческом теле располагаются парно, образуя характерные диплоидные наборы. Раздельнополым особям свойственен неодинаковый хромосомный набор, отличающий пол самок и самцов.

Такие различия выражаются в наличии разных хромосом:

  • ХХ – женская особь;
  • XY – мужская особь.

Данные половые хромосомы располагаются попарно в сперматозоидах и яйцеклетках. X(икс) – хромосомы характеризуются большой подвижностью и активностью. Каждая из них несет в себе определенные признаки. Y(игрек) – хромосомы отличаются меньшей активностью.

Аутосомами именуют парный вид хромосом, схожий в женских и мужских телах. Клетки человеческого тела содержат 44 аутосомы,  расположенные в 22 парах.

Кариотип

Кариотипом именуют количественный и качественный хромосомный набор. Мужской кариотип имеет одну крупную равноплечую половую хромосому (Х), а другую – маленькую палочковидную –  Y.

Женский организм отличается гомогамностью, так как имеет одинаковые гаметы, мужской же – гетерогамен, так как содержит гаметы неодинаковых знаков. Есть в природе и исключения, касаемые кариотипа.

Так, гомогаметность свойственна самцам некоторых:

Курам характерен кариотип – XY, а петухам -XX.

Процесс формирования

Формирование женских и мужских клеток с соответствующим им кариотипом происходит так:

  • 44аутосомы+XY (самцы);
  • 44аутосомы + XX (самки).

В период деления и созревания человеческих гамет образуются:

  • 22+X либо 22+Y (мужчины);
  • 22+Х (женщины). 

Другими словами, в женском теле формируется один вид гамет, которые содержат исключительно Х-хромосомы. Клетки мужчин образуют и содержат два вида гамет с Y- и Х-хромосомами. 

На формирование пола ребенка оказывает влияние проникновение в яйцеклетку сперматозоида, содержащего ту или иную хромосомы. Так, если первым оплодотворяет женскую половую клетку сперматозоид с Y-хромосомой, то формируется мальчик. Когда же первым проникает сперматозоид с Х-хромосомой – формируется девочка. 

Как было отмечено ранее, Y-хромосома считается инертной в генетическом отношении, так как и не содержит большого количества активных генов. Некоторым видам животных свойственна конъюгация по Y-хромосоме, поэтому у них есть идентичные гены.

Большинству растений характерна гермафродитность (сочетание в одном организме свойств обоих полов). Большая часть гермафродитов размножается с помощью самооплодотворения (самоопыления), но строение половых органов отдельных видов растений допускает перекрестное оплодотворение.

Половая принадлежность птиц определяется слиянием яйцеклетки и сперматозоида (оплодотворение). Данный способ именуют «прогамным».

Помимо него есть гапло-диплоидийный механизм образования пола. Он характерен:

Данные виды животных лишены половых хромосом. Причем, самцам свойственна гаплоидность – развитие из неоплодотворенных яиц, а самкам – диплоидность, выражающаяся развитием из оплодотворенных яиц. Таким образом, самцы (трутни), не имеют отцов, но имеют дедов по материнским линиям. У трутней в сперматогенезе не идет редукция числа хромосом. 

В результате оплодотворенная яйцеклетка развивает либо «матку» – крупную, способную к размножению самку, либо стерильную рабочую самку. Данный процесс находится в прямой зависимости от способа выкармливания личинок рабочими особями.

Наследование признаков, сцепленных с полом

Наследованием, сцепленным с полом, именуют порядок наследования генов, которые находятся внутри половых хромосом. Сцепленное с X-хромосомой наследование представляет собой процесс наследования генов гетерогаметного мужского пола, имеющего Y-хромосому(XY) и гомогаметной женской особи (XX). Данный тип передачи генов работает у:

  • пресмыкающихся;
  • многих насекомых;
  • млекопитающих (кроме однопроходных).

Если наследование признаков осуществляется посредством Y-хромосомы, имеет место голандрический тип передачи признаков. При голандрическом наследовании происходит передача признаков, гены которых локализованы только в Y-хромосоме. Так передаются к сыновьям от отцов фенотипические проявления. Данными признаками служат:

  • ген дифференцировки семенников;
  • наличие межпальцевых перепонок;
  • развитие волос по краю ушной раковины (гипертрихоз). 

Гипертрихоз — это болезнь, вызывающая у человека чрезмерный рост волос. Волосы являются производными верхнего слоя кожи человека и млекопитающих. Их корни располагаются в толще кожи. До 8 месяцев утробного развития человека его тело покрыто плодными и первичными волосами, но к моменту рождения волосы остаются только на бровях, ресницах и голове.

Гомозиготными признаками именуют проявления, гены которых локализованы только в одной (X либо Y) половой хромосоме.  Таким признакам не свойственно наличие аллельных генов в других половых хромосомах. Примером человеческого недуга, сцепленного с полом, служит дальтонизм, ген которого доминирует над геном, отвечающим за нормальное зрение.

Взаимодействие генов

Сложная генотипическая система состоит из постоянно взаимодействующих между собой дискретных элементов наследственной информации. Каждый признак определяется не одним геном, а их совокупностью. Наименьшим таким количеством является пара единиц. К примеру, признак окраски шерсти КРС контролируют 12 генных пар! Взаимодействию подвержены как неаллельные, так и аллельные гены.

Типы взаимодействия неаллельных генов

Неаллельные гены (определяющие признаки в разных хромосомах) взаимодействуют следующим образом:

1. Плейотропия

Плейотропией (модифицирующим действием) именуют взаимозависимое состояние нескольких признаков обусловленных одним геном. По-другому данный механизм именуют множественным действием одного гена.

Плейотропные гены  — гены, влияющие сразу на несколько признаков.

1 ген:

  • признак 1
  • признак 2
  • признак 3

Плеотропный рецессивный ген у человека: шестипалость и короткие короткие конечности.

Арахнодактилия («паучьи пальцы») является примером плейотропного взаимодействия генов. При этом, у человека наследственно закладываются очень длинные и тонкие пальцы. Ген, отвечающий за развитие этого недуга, параллельно вызывает аномалии в сердечно-сосудистой системе, нарушение развития соединительной ткани и нарушает строение глазного хрусталика.

2. Полимерия

Полимерией именуют взаимодействие неаллельных генов, когда несколько неаллельных генов определяют один и тот же признак, усиливая его проявление. Чаще всего таким образом осуществляется наследование количественных признаков:

  • умственные способности;
  • величина артериального давления;
  • цвет кожи;
  • рост и прочие.

3. Эпистаз

Эпистазом называют один из видов взаимодействия неаллельных генов, когда один ген подавляет действие другого. Угнетению способствует деятельность рецессивных и доминантных наследственных единиц.

Угнетающей ген именуют супрессором (ингибитором). «Бомбейский фенотип» человека – типичный пример данного взаимодействия генов.

Здесь редкая рецессивная гомозиготная аллель подавляет генную активность, определяющую группу крови системы АВ0. 

4. Комплементарность

Комплементарность представляет собой генное взаимодействие, при котором один доминантный ген дополняет воздействие другого неаллельные доминантного гена. Такое совместное действие приводит к развитию новых признаков, отсутствующих у родительских форм. Пример: синтез интерферона (защитного белка).

Типы взаимодействия аллельных генов

Аллельным генам свойственно определение у живых существ альтернативных свойств. Различают следующие типы аллельного взаимодействия:

  1. Сверхдоминирование. Сверхдоминированием считается сильное проявление доминантного гена в гетерозиготном состоянии, по сравнению с гомозиготой.
    • Например: Наличие и отсутствие рогов у животных определяет репродуктивную успешность самцов. Большие рога — это признак, поддерживаемый половым отбором. У самцов выживаемость и плодовитость зависят от гена RXFP2, с ним же связана и наследственная составляющая вариабельности размера рогов (аллели Но+ и НоР).
  2. Кодоминирование. Кодоминированием является формирование зависимого от аллельных генов продукта. Так проявление системы группы крови «АВ0» является примером данного явления. Здесь человеческим эритроцитам характерно наличие на поверхности антигенов, контролирующихся двумя аллелями. 
  3. Неполное доминирование. При неполном доминировании возникает не полная подавляемость доминантным геном (А) рецессивного гена (а) в гетерозиготном состоянии. Результатом такого взаимодействия является развитие промежуточного признаками между родительскими формами. 
  4. Полное доминирование. Открытие полного доминирования связано с работами Г. Менделя и разработанными им тремя законами наследования. Принцип такого взаимодействия заключается в проявлении доминантной аллели у гетерозиготных организмов. Так, ген, отвечающий за развитие карих глаз, подавляет проявление голубых глаз (рецессивный признак), а темный окрас шерсти преобладает над светлым оттенком.

Генотип как целостная система

В начале ХХ века генетик из Дании – Вильгельм Иогансен впервые предложил именовать термином «генотип» наследственные признаки человека. Им же были введены такие термины как: «популяция», «чистые линии», «фенотип», «аллель» и «ген». 

Определение понятия

Генотипом именуют все гены, находящиеся внутри конкретного живого существа. Согласно статистическим исследованиям, в человеке находится не менее 35000 генов. Единой функциональной системой генотип стал в результате происходящих эволюционных изменений. Процесс генного взаимодействия считается признаком системности генотипа.

Всем генам присущи следующие свойства:

  • взаимодействие с другими неаллельными единицами наследственности;
  • дискретностьдействий;
  • частота встречаемости (пенетрантность);
  • степени выражения признаков (экспрессивность);
  • передача неизмененных наследственных свойств (стабильность);
  • ответственность одного гена за несколько признаков (плейотропность);
  • специфичность;
  • неустойчивость к мутационным изменениям (лабильность).

Из всего выше перечисленного можно сделать вывод, что генотипом является целостный генетический аппарат, компоненты которого взаимодействуют друг с другом.

Связь генотипа и признаков

Г. Мендель впервые разработал главные закономерности наследственности, доказывая вероятность наследования одного признака независимо от других. Так, была определена делимость наследственности, а в генотипе выделили отдельные единицы, определяющие отдельные признаки.

Позднее, стало понятно, что одному и тому же гену свойственно влияние на несколько разных признаков, находящихся в организме. Взаимодействие генов также влияет на проявление разных признаков в организме. Таким образом, генотип стал считаться целостной системой живого.

Генетика человека

Генетикой человека именуют одно из направлений биологии, которое занимается изучением закономерностей наследования, эволюции и происходящих в генотипе изменений. Основной задачей данной науки является определение генотипа и условий его формирования.

Общие представления

Генетика человека основывается на общих закономерностях наследования признаков, затрагивая разные биологические области:

  • физиология;
  • биохимия;
  • морфология.

Ученым удалось выделить и детально изучить более 20 типов генетических сцеплений, а также они смогли составить хромосомные карты, фиксируя на них разные гены.

Многочисленные исследования малочисленных групп людей, где высока частота заключения браков, доказали скорое родство всех людей такого социума.

Это весьма опасно, так как приводит к повышению риска развития рецессивных мутаций. Обычно такие беременности заканчиваются летальным исходом.

Будущие перспективы

Основными направлениями деятельности при изучении человеческой генетики являются механизмы выявления наследования признаков у разных рас. Выяснено, что от человека к человеку происходит существенное изменение набора имеющихся признаков. При этом получают объяснения следующие виды наследования: 

  • сцепленное с полом;
  • доминантное;
  • кодоминантное;
  • рецессивное;
  • аутосомное.

С целью достижения максимальной точности производимых исследований, необходима разработка и применение специфических методов, которые сегодня широко внедряются в практику.

Применение аналитических подходов в человеческой генетике, основанных на анализе имеющейся информации, помогает расширить изученный каталог человеческих признаков, передающихся из поколения в поколение.

Нередко, генетику человека именуют «антропогенетикой».

Смотри также:

Источник: https://bingoschool.ru/manual/301/

Урок 15. сцепленное наследование генов – Биология – 10 класс – Российская электронная школа

Признаки сцепленные с x хромосомой

ВАЖНО!

Сцепление генов – это совместное наследование генов, расположенных в одной и той же хромосоме. Количество групп сцепления соответствует гаплоидному числу хромосом, то есть у дрозофилы 4. Природу сцепленного наследования объяснил Морган с сотрудниками.

В качестве объекта исследования они избрали плодовую муху дрозофилу, которая оказалась очень удобной моделью для изучения данного феномена, так в клетках её тела находится только 4 пары хромосом и имеет место высокая скорость размножения (в течение года можно исследовать более 20-ти поколений).

Итак, сцепленными признаками называются признаки, которые контролируются генами, расположенными в одной хромосоме. Естественно, что они передаются вместе в случаях полного сцепления (закон Моргана).

Полное сцепление встречается редко, обычно – неполное, из-за влияния кроссинговера (перекрещивания и обмена участками гомологичных хромосом в процессе мейоза). То есть, гены одной хромосомы переходят в другую, гомологичную ей.

Частота кроссинговера зависит от расстояния между генами. Чем ближе друг к другу расположены гены в хромосоме, тем сильнее между ними сцепление и тем реже происходит их расхождение при кроссинговере, и, наоборот, чем дальше друг от друга отстоят гены, тем слабее сцепление между ними и тем чаще возможно его нарушение. 

Рис. 1

На рисунке 1 слева: расстояние между генами А и В маленькое, вероятность разрыва хроматиды именно между А и В невелика, поэтому сцепление полное, хромосомы в гаметах идентичны родительским (два типа), других вариантов не появляется.

На рисунке 1 справа: расстояние между генами А и В большое, повышается вероятность разрыва хроматиды и последующего воссоединения крест-накрест именно между А и В, поэтому сцепление неполное, хромосомы в гаметах образуются четырёх типов – 2 идентичные родительским (некроссоверные) + 2 кроссоверных варианта.

Количество разных типов гамет будет зависеть от частоты кроссинговера или расстояния между анализируемыми генами. Расстояние между генами исчисляется в морганидах – единицах расстояния между генами, находящимися в одной хромосоме. 1 морганида соответствует 1 % кроссинговера.

Такая зависимость между расстояниями и частотой кроссинговера прослеживается только до 50 морганид.

Частота кроссинговера между определенной парой генов – довольно постоянная величина (хотя радиация, химические вещества, гормоны, лекарства влияют на нее; например, высокая температура стимулирует кроссинговер).

Пример, основанный на опытах Моргана

Рис. 2

Гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются совместно. Фенотипы А – серое тело, нормальные крылья (повторяет материнскую форму). Б – тёмное тело, короткие крылья (повторяет отцовскую форму). В – серое тело, короткие крылья (отличается от родителей). Г – тёмное тело, нормальные крылья (отличается от родителей). В и Г получены в результате кроссинговера в мейозе. 

Если скрестить мушку дрозофилу, имеющую серое тело и нормальные крылья (на рисунке самка), с мушкой, обладающей тёмной окраской и зачаточными (короткими) крыльями (на рисунке самец), то в первом поколении гибридов все мухи будут серыми с нормальными крыльями (А). Это гетерозиготы по двум парам аллельных генов, причём ген, определяющий серую окраску брюшка, доминирует над тёмной окраской, а ген, обусловливающий развитие нормальных крыльев, – доминирует над геном недоразвитых крыльев.

При анализирующем скрещивании гибрида F1 с гомозиготной рецессивной дрозофилой (Б) подавляющее большинство потомков F2 будет сходно с родительскими формами.

Это происходит потому, что гены, отвечающие за серое тело и нормальные крылья– сцепленные гены, также как и гены, отвечающие за тёмное тело и короткие крылья, т. е. они находятся в одной хромосоме. наследование сцепленных генов называют сцепленным наследованием.

Сцепление может нарушаться. Это доказывает наличие особей В и Г на рисунке, т. е. если бы сцепление не нарушалось, то этих особей бы не существовало, однако они есть. Это происходит в результате кроссинговера, который и нарушает сцепленность этих генов.

Рис. 3

На рисунке 3 опыт Моргана отображен подробно. Несцепленное наследование: два гена находятся в разных хромосомах, гетерозигота с равной вероятностью дает четыре типа гамет:

Рис. 4

Сцепленное наследование: два гена находятся в одной хромосоме.

а) При полном сцеплении гетерозигота дает только два типа гамет.

б) При неполном сцеплении гетрозигота дает четыре типа гамет, но не с равной вероятностью. 

Рис. 5

На вышесказанном строится хромосомная теория наследственности Моргана:

1. Гены находятся в хромосомах и расположены в линейной последовательности на определенных расстояниях друг от друга.

2. Гены, расположенные в одной хромосоме, составляют группу сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом. Признаки, гены которых находятся в одной хромосоме, наследуются сцепленно (т. е. в тех же сочетаниях, в которых они были в хромосомах исходных родительских форм).

3. Новые сочетания генов, расположенных в одной паре хромосом, могут возникать в результате кроссинговера в процессе мейоза. Частота кроссинговера зависит от расстояния между генами.

4. Учитывая линейное расположение генов в хромосоме и частоту кроссинговера как показателя расстояния между генами, можно построить карты хромосом. За единицу расстояния между генами принята частота кроссинговера равная 1 % (морганида, сантиморган, сМ).

Решение задачи на определение вероятности рождения здоровый и больных детей

Источник: https://resh.edu.ru/subject/lesson/4755/main/

Доктор-про
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: